Kiselkarbid är ett av de hårdaste material som någonsin skapats, vilket gör det idealiskt för komponenter som är konstruerade för att motstå korrosion, nötning och erosion.
SiC produceras genom reaktionsbundna processer där pulveriserat kisel och kol blandas med mjukgörare och sedan formas till förformar innan de bränns bort. Stora enkristaller kan också odlas genom ångtillväxt för avancerade elektroniska tillämpningar.
Kiselkarbid
Kiselkarbid, vanligen benämnd med den kemiska formeln SiC, är en exceptionellt hård syntetiskt framställd kristallin förening av kisel och kol. Kiselkarbid har länge varit ett oumbärligt material i slipmedel för slipskivor och skärverktyg sedan slutet av 1800-talet, men idag har användningen expanderat bortom dessa traditionella tillämpningar till eldfasta infodringar, ugnsvärmeelement, slitstarka delar för pumpar och raketmotorer samt halvledarsubstrat.
Kiselkarbidens halvledaregenskaper med brett bandgap gör den väl lämpad för kraftelektronik, där dess högeffektiva enheter kan minska spännings- och strömförluster, förbättra den termiska effektiviteten och minska storleken/vikten på komponenter som motordrifter/laddningssystem. Tillverkare av elfordon (EV) har lagt märke till att kiselkarbidkomponenter integreras i deras senaste produkter för att ge effektivare drivlinor, överlägsen prestanda och längre batteritid.
Innovationer inom produktion av kiselkarbidskivor gör det mer kostnadseffektivt för biltillverkare att använda kiselkarbid, vilket bidrar till att påskynda införandet av elfordon och samtidigt stödja globala ansträngningar för att minska utsläppen och främja hållbara transportlösningar.
Washington Mills erbjuder CARBOREX(r) kiselkarbidkorn och -pulver i olika kemiska sammansättningar och storlekar för att uppfylla kraven i många branscher. Ta kontakt med oss nu för att utforska alla möjligheter för dina applikationer!
Skottsäker rustning
Kiselkarbidplattor har blivit viktiga komponenter i moderna skyddsutrustningar och pansarfordon tack vare sin exceptionella hårdhet, låga vikt och förmåga att skydda mot flera hot. De är inte bara mycket tåliga mot nötning, kemikalier, värme och korrosion - framsteg inom materialvetenskapen kan snart göra dem ännu mer mångsidiga!
Forskare från Texas A&M University, Rutgers University och Johns Hopkins University har upptäckt att genom att tillsätta små mängder kisel till borkarbid - det primära material som används för kroppsskydd - förbättras dess seghet och absorptionsförmåga mot kulor och fragment avsevärt. Resultaten publicerades i oktobernumret av Science Advances.
Forskare utvecklar kroppsskydd av kiselkarbid genom att blanda ren kiselsand och finmald koks till en blandning, och sedan värma den vid höga temperaturer i en ugn av tegelstenstyp med elektriskt motstånd tills materialen smälter samman och bildar ett keramiskt block med skottsäkra egenskaper.
Efter tillverkningen formas keramiken med hjälp av slipning, skärning och polering innan den utsätts för rigorösa testprotokoll - t.ex. avfyrning av olika typer av ammunition vid olika hastigheter - för att bedöma dess ballistiska prestanda och fastställa om den uppfyller National Institute of Justice (NIJ) standarder för certifiering av kroppsskydd. Efter att ha certifierats av NIJ kan soldater i frontlinjen använda skyddsvästar som har certifierats för att skydda dem mot dödliga projektiler och splitter.
Halvledare
Kiselkarbid är ett extremt robust halvledarmaterial som kan arbeta vid mycket högre spänningar och frekvenser än många andra halvledarmaterial tack vare sitt breda bandgap, som gör att elektroner kan passera friare mellan valensbanden och ledningsbanden, vilket bidrar till att minska switchförlusterna och gör kiselkarbid till ett utmärkt val för krafthalvledare som måste tåla högspänningsmiljöer.
Kiselkarbid produceras som ett fint pulver som kan sintras under värme med kol för att bilda mycket hårda keramer, såsom de som finns i skottsäkra västar, med ökade hållbarhetskrav. Kiselkarbid kan också tillverkas i stora enkristallina former, så kallade moissanitstenar, för användning som ädelstenar.
Elkem driver en toppmodern anläggning för bearbetning av kiselkarbid för flera olika användningsområden. Under varumärket Elkem Processing Services (EPS) är denna anläggning specialiserad på specialblandade SiC-produkter som är skräddarsydda för kraftelektronikenheter, samtidigt som den producerar 6-tums wafers av kiselkarbid som är nyckeln till att producera krafthalvledare. Elkems team tillhandahåller dessutom enastående kundservice, teknisk assistans och produktutvecklingsrådgivning som en del i att göra kunderna framgångsrika genom att förse dem med SiC av högsta kvalitet för deras applikationer.
Fordon
Kiselkarbid, vanligen kallad karborundum, är en avancerad keram som beter sig ungefär som diamant. Det är ett av de lättaste, hårdaste och starkaste materialen med överlägsen värmeledningsförmåga och motståndskraft mot syror; motståndskraften mot erosion, nötning och friktionsslitage konkurrerar med den som finns i stål, volframkarbid eller andra hårdmetaller; dess låga värmeutvidgningskoefficient och höga Youngs modul ger utmärkt dimensionsstabilitet som gör kiselkarbid lämplig för applikationer där fysiskt slitage spelar en roll; lämpliga komponenter inkluderar sprutmunstycken / blästermunstycken samt cyklonkomponenter där hänsyn till fysiskt slitage är avgörande e.
Kiselkarbid har på senare tid fått stor uppmärksamhet som ett oumbärligt material i elfordon och andra koldioxidvänliga energisystem. En nyligen genomförd studie från Roland Berger förutspår en betydande efterfrågetillväxt när kraftelektroniken går över till 800 V-system för förbättrad effektivitet, prestanda, kompakta fordon och lättviktsfordon.
Original Equipment Manufacturers (OEM) i USA har i allt högre grad börjat använda kiselkarbidchip i sina elfordon, eftersom de klarar högre temperaturer och har lägre kylbehov, vilket leder till effektivare drivlinor med längre räckvidd för elfordon.
Swedish 
English