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淺談碳化硅

文章出處:網(wǎng)責(zé)任編輯:作者:人氣:-發(fā)表時間:2024-01-19 08:10:00【

碳化硅(SiC)作為一種高性能材料,近年來在半導(dǎo)體行業(yè)中備受關(guān)注。然而,碳化硅的應(yīng)用遠(yuǎn)不止于此,它不僅用于制造功率器件,還被廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域作為磨料、切削工具、結(jié)構(gòu)材料、光學(xué)材料以及催化劑載體等。

 

 

碳化硅陶瓷silicon carbide ceramic)具有一系列引人注目的性能:化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、高導(dǎo)熱系數(shù)、低熱膨脹系數(shù)、輕質(zhì)及高機(jī)械強(qiáng)度。這些特點(diǎn)使得它成為了眾多行業(yè)的理想材料,包括光伏半導(dǎo)體設(shè)備、鋰電池設(shè)備、高溫工業(yè)爐窯、化工機(jī)械、能源環(huán)保、冶金、國防軍工以及航天等領(lǐng)域的首選材料。

 

作為一種高級特種陶瓷,碳化硅陶瓷的硬度僅次于金剛石和碳化硼,莫氏硬度高達(dá)9.5,表現(xiàn)出卓越的耐磨性。這使得碳化硅陶瓷非常適合用于高耐磨要求的滑動部件(如機(jī)械密封等)。它的高楊氏模量和低熱膨脹系數(shù)也使其成為制造需要高精度的部件(如光學(xué)部件和基板)的理想材料。碳化硅陶瓷是高密度燒結(jié)體,可以實(shí)現(xiàn)鏡面加工。它能夠承受超過1500°C的高溫,具有優(yōu)異的耐熱沖擊性和化學(xué)穩(wěn)定性,適用于制造SiC吸盤、SiC護(hù)套以及薄板和厚壁產(chǎn)品。

 

 

碳化硅復(fù)合陶瓷材料以SiCSi為主要組分,加入添加劑后成型,然后放置在氮化爐中通入高純氮?dú)?,在一定溫度下氮化燒結(jié)而成。碳化硅陶瓷制備方法包括反應(yīng)燒結(jié)法、重結(jié)晶燒結(jié)法,熱壓燒結(jié)法,無壓燒結(jié)法等。導(dǎo)體設(shè)備用碳化硅零部件包括水冷盤、吸盤和晶舟等,具備高精密、高純度、強(qiáng)耐化學(xué)和離子腐蝕能力的特點(diǎn)。碳化硅陶瓷在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用工業(yè)窯爐方面,主要應(yīng)用場景從早先的日用、衛(wèi)生陶瓷窯爐用結(jié)構(gòu)件等傳統(tǒng)工業(yè)結(jié)構(gòu)陶瓷發(fā)展為新能源、半導(dǎo)體窯爐用結(jié)構(gòu)件等各類中高端工業(yè)結(jié)構(gòu)陶瓷。    

 

未來隨著新能源汽車、能源、工業(yè)、通訊等領(lǐng)域滲透率提升,及各領(lǐng)域?qū)Ω呔芏?、高耐磨耗、高可靠度機(jī)械零組件或電子元件要求日趨嚴(yán)格,碳化硅陶瓷產(chǎn)品市場規(guī)模有望持續(xù)擴(kuò)大,其中新能源汽車和光伏為重要發(fā)展領(lǐng)域。 

2022 年中國碳化硅結(jié)構(gòu)陶瓷市場規(guī)模 182 億元,隨著應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬及下游增長需要,預(yù)計(jì) 2025 年碳化硅結(jié)構(gòu)陶瓷市場規(guī)模達(dá) 296 億元。

 

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