Aluminium Kiselkarbid

Aluminiumkiselkarbid (ASC) är ett innovativt hybridmaterial mellan metall och keramik med fördelar från båda materialen. Med överlägsen värmeledningsförmåga och en extremt låg expansionskoefficient ger ASC lättviktskomponenter med exceptionell prestanda.

PVC-slipskivor används också ofta för att slipa hårdmetaller som aluminium utan att producera överdriven värme, vilket gör detta material mycket hållbart mot korrosion och kemiska angrepp.

Fördelar

Kiselkarbid, en hård och hållbar förening som består av kisel och kol, har många användningsområden inom olika områden. Från styrka, värmeledningsförmåga, kemisk stabilitet, elektriskt isolerande egenskaper som skyddar komponenter och substrat i elektronisk utrustning - till elektriskt isolerande egenskaper som hjälper till att skydda substrat i avancerad elektronik och krafthalvledare. Kiselkarbid har visat sig vara ett oumbärligt material i moderna elektronik- och krafthalvledarapplikationer.

Metallmatriskompositer (MMC) av aluminium-kiselkarbid används i stor utsträckning inom flyg-, fordons- och energiindustrin. MMC av aluminium-kiselkarbid har visat sig vara ovärderliga för att förbättra prestandan hos flygplansmotorer, bildelar och bromssystem - samtidigt som de minskar vikten och ökar hållbarheten. Deras växande användning i elfordon och den globala bristen på halvledare driver på deras tillväxt som marknader.

MMC som består av SiC och Al2O3 är hårda keramiska material som används för att förbättra aluminiumlegeringars hållfasthet och korrosionsbeständighet. När dessa tillsatser läggs till en legering kan de öka sträck- och brotthållfastheten med 50% samtidigt som elasticitetsmodulen minskar för att öka segheten och duktiliteten hos dess seghet och duktilitet.

Kiselkarbid förbättrar inte bara de mekaniska egenskaperna hos en legering, utan kan också sänka temperaturen och öka korrosionsbeständigheten. Dessutom kan mikromeshedkompositer (MMC) av kiselkarbid formas till komplexa former för att uppfylla applikationsspecifika krav.

Tillämpningar

Aluminiumkiselkarbid har många användningsområden inom flyg- och fordonsindustrin samt inom maskinbearbetade komponenter och elektroniktillverkning. Tack vare sin styrka, slitstyrka, värmeledningsförmåga och värmehanteringsegenskaper är aluminiumkiselkarbid ett ovärderligt materialval. Dessutom är det ett bra material för värmehanteringsapplikationer i batterier och halvledare.

Aluminium-kiselkarbidmaterial upplever en exponentiell global marknadsexpansion på grund av den växande efterfrågan på mikroelektroniska förpackningar. Al-SiC-kompositmaterial med metallmatris (MMC) erbjuder unika materialegenskaper som är idealiska för många av dessa applikationer; deras lätta vikt minskar fraktkostnaderna och bränsleförbrukningen samtidigt som deras låga värmeutvidgningskoefficient möjliggör anpassning utifrån applikationsbehov.

MMC tillverkade av Al-SiC är mycket fördelaktiga när de används i applikationer med höghastighets- och precisionsutrustning, t.ex. robotdelar. Deras överlägsna dämpningsförmåga minskar vibrationer och buller i utrustningen, medan deras höga hållfasthet och styvhet gör dem lämpliga för stora produkter som kräver starkt stöd och styvhet.

Nyligen har forskare undersökt olika sätt att förbättra vätbarheten hos SiC-partiklar med smält aluminium under trycklös infiltration. En efteroxideringsprocess förbättrar avsevärt denna vätbarhet samtidigt som Al4C3-bildningen undertrycks - vilket avsevärt förbättrar både drag- och elasticitetsmodulerna hos kompositmaterial.

Fastigheter

Kiselkarbid har hög hårdhet, låg utvidgningskoefficient och hög kemisk stabilitet - egenskaper som gör den lämplig för tillämpningar som sträcker sig från slipmedel och keramik till kraftelektronik och flyg- och fordonstillämpningar. Dessutom bidrar dess låga specifika vikt till att minska vikten, vilket är till fördel för användning inom flyg och bilindustrin, och dess dimensionsstabilitet förhindrar deformation under extrema förhållanden.

Tillväxten på marknaden för aluminium-kiselkarbid drivs av efterfrågan på elektroniska komponenter. Materialets låga vikt och höga värmeledningsförmåga hjälper till att snabbt avleda värme för effektiv livslängd för halvledaranordningar, medan dess precisionskomponenter motstår spänningsinducerad deformation så att kritiska applikationer som kraftmoduler för elfordon kan använda det utan risk för deformation.

Al-SiC är en legering som består av aluminium (Al) och kiselkarbid (SiC). Den flytande legeringen gjuts vanligen innan den värms upp till 2.500 grader Celsius för att bilda enkristallina SiC-kristaller. Dessa kristaller kan sedan dopas med kväve, fosfor, beryllium eller bor för att uppnå olika egenskaper; t.ex. innehåller kristaller av n-typ kvävedopning medan kristaller av p-typ innehåller beryllium- eller bordopning; kiselkarbid förbättrar också den elektriska ledningsförmågan samtidigt som det ökar hårdheten, hållfastheten, slitstyrkan samt ökar den elektriska ledningsförmågan samtidigt som det förbättrar den elektriska ledningsförmågan - som en viktig komponent i högpresterande metallmatriskompositer med många industriella användningsområden samt blir populära slipmedel som ofta används för moderna lapidariska tillämpningar.

Pris

Tillväxten på marknaden för aluminiumkiselkarbid (ALSIC) drivs på av efterfrågan på elektroniska förpackningar och teknisk innovation, i kombination med hållbara tillverkningsprocesser och utveckling av elfordon, vilket driver på användningen av lättviktsmaterial som ALSIC. Dessutom har den globala bristen på halvledare bara förstärkt detta behov.

Marknaden kan delas in i applikationer, produkter och geografier; efter produkt kan den delas in i aluminiumnitridpulver och AlSiC-substrat. Den ökande efterfrågan på elfordon och förnybara energilösningar driver på tillväxten inom tillverkningsteknik för kraftelektronik som kräver högpresterande substrat med utmärkta värmeavledningsegenskaper, t.ex. AlSiC-substrat i kraft-MOSFET-enheter - AlSiC-substrat har ökat kraftigt i popularitet som en del av dessa enheter.

Baserat på användningsområde kan marknaden för AlSiC-substrat indelas i fordons- och lokomotivsektorn, el- och elektroniksektorn samt industrisektorn. Av dessa tre är applikationer för AlSiC-substrat inom fordons- och lokomotivsektorn fortfarande det dominerande segmentet, där AlSiC-substrat återfinns i applikationer som dragmotorer och kraftkontrollenheter för elektriska hybridfordon.

Tillväxten på ALSIC-marknaden drivs också av flygindustrins ökande efterfrågan på lättviktsmaterial. ALSIC framstår som ett idealiskt val av lättviktsmaterial tack vare sin överlägsna slitstyrka och korrosionsbeständighet till en relativt överkomlig kostnad, och kan lätt formas till olika former utan traditionella kostnader för hårdbearbetning av verktyg. Dess utmärkta bearbetbarhet gör det dessutom lämpligt för flyg- och rymdtillämpningar.