Kiselkarbid (SiC) \u00e4r en extremt h\u00e5rd och t\u00e4t keram med halvledaregenskaper med brett bandgap, t.ex. utm\u00e4rkt kemisk resistens, l\u00e5g termisk expansionskoefficient och \u00f6verl\u00e4gsen styrka och styvhet.<\/p>\n
SiC anv\u00e4nds i allt h\u00f6gre grad i kraftelektronik f\u00f6r att \u00f6ka sp\u00e4nningsh\u00e5llfastheten och minska p\u00e5slagningsmotst\u00e5ndet j\u00e4mf\u00f6rt med traditionella kiselkretsar. SiC har 10 g\u00e5nger h\u00f6gre elektrisk f\u00e4ltstyrka vid genombrott j\u00e4mf\u00f6rt med kisel.<\/p>\n
Kisel \u00e4r ett av de mest f\u00f6rekommande grund\u00e4mnena i naturen; det finns i datachips, vita str\u00e4nder och olika konstigheter som menskoppar och br\u00f6stimplantat. Kiseldioxid - som best\u00e5r av kiseldioxid som finns i 25% av jordskorpan - best\u00e5r av kisel; \u00e4ven om det tekniskt sett varken anses vara metall eller icke-metall leder det elektricitet bra och blir b\u00e4ttre med temperatur\u00f6kningar.<\/p>\n
Kiselkarbid \u00e4r ett idealiskt material f\u00f6r till\u00e4mpningar som kr\u00e4ver h\u00f6ga temperaturer, t.ex. kemisk produktion och papperstillverkning, energiteknik och r\u00f6rsystemkomponenter samt r\u00f6rsystemkomponenter. Det har visat sig klara temperaturer p\u00e5 upp till 1600 grader Celsius utan att f\u00f6rlora h\u00e5rdhet eller styrka.<\/p>\n
Kiselkarbid (SiC), i dess tre former amorf, polykristallin och enkristallin, har m\u00e5nga olika anv\u00e4ndningsomr\u00e5den. Av de tre fasta former som vi har tillg\u00e5ng till idag, erbjuder enkristallin SiC \u00f6verl\u00e4gsna fysiska egenskaper \u00e4n sina motsvarigheter och b\u00f6r d\u00e4rf\u00f6r f\u00f6redras framf\u00f6r dem f\u00f6r de flesta industriella anv\u00e4ndningsomr\u00e5den.<\/p>\n
SiC \u00e4r ett extremt h\u00e5llbart material som best\u00e5r av kol- och kiselatomer som \u00e4r t\u00e4tt sammanbundna i tetraedrar i ett kristallgitter, vilket ger upphov till ett extremt h\u00e5llbart material med h\u00f6g sm\u00e4ltpunkt, n\u00e4st efter borkarbid. SiC har ocks\u00e5 en exceptionellt bred bandgapsenergi och ett extremt h\u00f6gt elektriskt f\u00e4lt vilket g\u00f6r det l\u00e4mpligt f\u00f6r m\u00e5nga elektroniska applikationer - dess \u00f6verl\u00e4gsna egenskaper g\u00f6r att SiC-transistorer kan uppn\u00e5 l\u00e4gre \"on\"-resistans samtidigt som de beh\u00e5ller sina tr\u00f6skelv\u00e4rden f\u00f6r genomslagssp\u00e4nning.<\/p>\n
Kisel \u00e4r det dominerande halvledarmaterialet, men dess begr\u00e4nsningar har blivit uppenbara i till\u00e4mpningar som kraftelektronik f\u00f6r elfordon och instrument som finns ombord p\u00e5 rymdf\u00e4rjor och sonder som skickas ut f\u00f6r att utforska v\u00e5r planet. Kiselkarbidens \u00f6verl\u00e4gsna materialegenskaper - inklusive bredare bandgapsenergi, ett exceptionellt h\u00f6gt elektriskt f\u00e4lt vid nedbrytning, h\u00f6gre v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga och elektronr\u00f6rlighet - har blivit alltmer uppenbara.<\/p>\n
Kiselkarbidkomponenter har f\u00f6rm\u00e5gan att klara mycket h\u00f6gre genomslagssp\u00e4nning \u00e4n sina motsvarigheter i kisel, vilket m\u00f6jligg\u00f6r mindre transistorer med \u00f6kad genomslagssp\u00e4nningstolerans samtidigt som de fortfarande har mycket l\u00e5gt ON-motst\u00e5nd per ytenhet.<\/p>\n
Por\u00f6st SiC \u00e4r f\u00f6rem\u00e5l f\u00f6r olika sammans\u00e4ttnings- och bearbetningsf\u00f6rh\u00e5llanden vid tillverkningen, och porositeten \u00f6kar motst\u00e5ndet genom att minska den tv\u00e4rsnittsarea som \u00e4r tillg\u00e4nglig f\u00f6r ledning samt genom att leda bort laddningsb\u00e4rare.<\/p>\n
Sintrat por\u00f6st SiC \u00e4r l\u00e4tt att justera genom att \u00e4ndra dess kemiska sammans\u00e4ttning, sintringstemperatur, porositet, porstorlek och morfologi samt dess elektriska egenskaper. Porernas diameter, morfologi och form avg\u00f6r hur f\u00f6roreningar f\u00f6rdelar sig \u00f6ver dess konduktivitetsfas och detta p\u00e5verkar de elektriska egenskaperna som h\u00e5llivsl\u00e4ngd tp och diffusionsl\u00e4ngd Lp hos por\u00f6st SiC.<\/p>\n
SiC har imponerande fysikaliska, termiska och kemiska egenskaper. Dess f\u00f6rm\u00e5ga att motst\u00e5 extremt h\u00f6ga temperaturer samtidigt som det st\u00e5r emot kemiska chocker g\u00f6r det till ett utm\u00e4rkt materialval f\u00f6r applikationer som uts\u00e4tts f\u00f6r tuffa f\u00f6rh\u00e5llanden.<\/p>\n
Kiselkarbid kristalliserar i en intim struktur som best\u00e5r av t\u00e4tt packade kolatomer som \u00e4r kovalent bundna till varandra genom sina delade elektronpar i tv\u00e5 prim\u00e4ra koordinationstetraedrar; fyra kisel- och fyra kolatomer som delar sina elektronpar genom sp3-hybridorbitaler skapar tv\u00e5 tetraederstrukturer inom vilka fyra kisel- och fyra kolatomer delar elektronpar f\u00f6r att ge detta h\u00e5rda och robusta material dess distinkta strukturella layout. Detta unika arrangemang ger kiselkarbid dess anm\u00e4rkningsv\u00e4rda h\u00e5rda och motst\u00e5ndskraftiga natur.<\/p>\n
Kristallina SiC-kristaller uppvisar ocks\u00e5 utm\u00e4rkt tolerans mot felmatchning i gitteret och v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga, med b\u00e5de stor tolerans mot felmatchning i gitteret och enast\u00e5ende v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga. Deras v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga K vid rumstemperatur ligger n\u00e5gonstans mellan den f\u00f6r ren diamant och koppar, och \u00f6kar med \u00f6kande dopningsniv\u00e5er N.<\/p>\n
SiC har ocks\u00e5 anm\u00e4rkningsv\u00e4rda elastiska egenskaper, med en Youngs modul p\u00e5 131 GPa, vilket \u00e4r j\u00e4mf\u00f6rbart med \"h\u00e5rda\" material som diamant (1 000 GPa), \"h\u00e5rt\" st\u00e5l (200 GPa) och keramer - men mycket b\u00e4ttre \u00e4n mjuka material som polyeten och polypropylen.<\/p>\n
Kisel \u00e4r ett spr\u00f6tt metalliskt grund\u00e4mne med liknande utseende som j\u00e4rn, men till skillnad fr\u00e5n j\u00e4rn har det en mycket l\u00e4gre sm\u00e4ltpunkt och kan reagera med syre, fosfor, kv\u00e4ve och m\u00e5nga andra \u00e4mnen i sm\u00e4lt tillst\u00e5nd. Kisel kan ocks\u00e5 dopas kraftigt f\u00f6r att producera antingen en n-typ eller p-typ variant av materialet.<\/p>\n
Kiselkarbidens atomstruktur liknar t\u00e4tt packade kristaller. Materialet inneh\u00e5ller tv\u00e5 prim\u00e4ra koordinationstetraedrar som best\u00e5r av fyra kisel- och fyra kolatomer som \u00e4r kovalent bundna till varandra och l\u00e4nkade i h\u00f6rnen f\u00f6r att bilda polytypstrukturer - vilket skapar tv\u00e5 prim\u00e4ra koordinationstetraedrar som bildar t\u00e4tt packade hexagonala n\u00e4tverk som kallas polytyper.<\/p>\n
Kiselkarbid finns i olika polytyper som har hexagonala, kubiska, rombohedriska eller tetragonala kristallstrukturer. Icke-kubiska former som 4H-SiC och 6H-SiC tillh\u00f6r det som kallas a-SiC-familjen; kubiska sorter inkluderar polytyperna 10R-SiC, 12C-SiC, 14H-SiC och 15R-SiC.<\/p>\n
Element\u00e4rt kisel \u00e4r ol\u00f6sligt i b\u00e5de vatten och alkohol, men kan l\u00f6sas i h\u00f6ga koncentrationer i organiska syror och alkalier. Det fungerar som ett starkt reduktionsmedel som bildar f\u00f6reningar med m\u00e5nga andra grund\u00e4mnen och metaller (inklusive krom, volfram och molybden) i sm\u00e4lt tillst\u00e5nd. Dessutom fungerar kisel som ett svagt oxidationsmedel och producerar giftig r\u00f6k n\u00e4r det br\u00e4nns i luften eftersom det brinner upp n\u00e4r det reagerar med vatten f\u00f6r att bilda natriumsilicid, en explosivt brandfarlig f\u00f6rening n\u00e4r den \u00e4r v\u00e5t.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide (SiC), is an extremely hard and dense ceramic with wide bandgap semiconductor properties such as excellent chemical resistance, low coefficient of thermal expansion and superior strength and rigidity. SiC is increasingly being employed in power devices to increase the withstand voltages and decrease turn-on resistance compared with traditional silicon devices. SiC boasts 10… L\u00e4s mer \"F\u00f6rdelar med kiselkarbid<\/span><\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-280","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/280","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=280"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/280\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":281,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/280\/revisions\/281"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=280"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=280"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=280"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}