{"id":602,"date":"2024-05-12T21:52:47","date_gmt":"2024-05-12T13:52:47","guid":{"rendered":"https:\/\/siliconcarbide.net\/?p=602"},"modified":"2024-05-12T21:57:13","modified_gmt":"2024-05-12T13:57:13","slug":"definicio-de-carbur-de-silici","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbide.net\/ca\/silicon-carbide-definition\/","title":{"rendered":"Definici\u00f3 de carbur de silici"},"content":{"rendered":"

El carbur de silici (SiC) \u00e9s un compost cristal\u00b7l\u00ed dur, produ\u00eft sint\u00e8ticament, \u00e0mpliament utilitzat com a material abrasiu i resistent al desgast, en aplicacions de refractaris i cer\u00e0miques, aix\u00ed com substrat semiconductor per a diodes emissors de llum (LED).<\/p>\n

Els semiconductors EFM tamb\u00e9 van superar els semiconductors de silici tradicionals en entorns d'alt voltatge com els que es troben als dispositius d'alimentaci\u00f3 dels vehicles el\u00e8ctrics (VE), proporcionant un rendiment superior en minimitzar les p\u00e8rdues de tensi\u00f3 i corrent, aix\u00ed com en reduir la mida i el pes dels components essencials de gesti\u00f3 de la bateria.<\/p>\n

Carbur de silici<\/h2>\n

El carbur de silici \u00e9s un compost cer\u00e0mic inert format per silici i carboni. Amb una duresa de 9 en l'escala de Mohs, ocupa el tercer lloc nom\u00e9s per darrere del carbur de bor (9,5) i del diamant (10). El carbur de silici t\u00e9 una alta durabilitat mec\u00e0nica tot i romandre inert qu\u00edmicament, cosa que el fa perfecte per a aplicacions de protecci\u00f3 de superf\u00edcies dures com les eines de m\u00e0quina.<\/p>\n

Els nanotubs de carboni pur contenen quatre \u00e0toms de carboni disposats en quatre tetraedres de carboni, units covalentment per enlla\u00e7os de silici. Aquesta disposici\u00f3 permet el polimorfisme amb diverses estructures cristal\u00b7lines i fases.<\/p>\n

L'estructura cristal\u00b7lina del SiC determina les seves propietats el\u00e8ctriques superiors, incloent-hi les caracter\u00edstiques de semiconductor de banda ampla (WBG) essencials per a les aplicacions electr\u00f2niques. Una banda prohibida m\u00e9s \u00e0mplia permet als electrons abandonar l'\u00f2rbita m\u00e9s r\u00e0pidament, cosa que comporta freq\u00fc\u00e8ncies m\u00e9s altes i operacions m\u00e9s r\u00e0pides que amb dispositius de silici convencionals.<\/p>\n

Com a material base, el silici es pot dopar amb nitrogen, f\u00f2sfor, galli, bor i alumini per produir semiconductors de tipus n. A m\u00e9s, els transistors sense silici poden reduir el cost i el consum d'energia fins a un 40%.<\/p>\n

El carbur de silici (SiC) pot funcionar fins a 300 \u00b0C, cosa que el converteix en una excel\u00b7lent opci\u00f3 de material per a aplicacions en entorns d'alta temperatura, com els motors de vehicles el\u00e8ctrics. El SiC pot eliminar la necessitat de sistemes de refrigeraci\u00f3 actius que afegeixen pes, cost i complexitat, cosa que es tradueix en una autonomia m\u00e9s gran i temps de c\u00e0rrega m\u00e9s r\u00e0pids per a aquests vehicles.<\/p>\n

Semiconductor<\/h2>\n

El carbur de silici ha estat reconegut des de fa temps per les seves propietats el\u00e8ctriques \u00faniques que el fan molt \u00fatil en l'electr\u00f2nica. Els semiconductors, que alternen entre comportar-se com a conductors (com els cables el\u00e8ctrics de coure) i com a a\u00efllants (com el recobriment d'a\u00efllament de pol\u00edmer que cobreix aquests cables), formen els materials semiconductors utilitzats per construir circuits integrats i components electr\u00f2nics discrets com diodes i transistors, que condueixen l'electricitat sota certes condicions; la seva conductivitat fins i tot es pot modificar mitjan\u00e7ant estimulaci\u00f3 amb corrents el\u00e8ctrics, camps electromagn\u00e8tics o estimulaci\u00f3 lum\u00ednica.<\/p>\n

El carbur de silici destaca dels semiconductors tradicionals per tenir una banda prohibida extremadament ampla. Aix\u00f2 significa que cal molta m\u00e9s energia per moure els electrons de la banda de val\u00e8ncia a la banda de conducci\u00f3; en conseq\u00fc\u00e8ncia, el carbur de silici presenta p\u00e8rdues de pot\u00e8ncia molt baixes, una qualitat inavaluable quan s'utilitza en aplicacions d'alta tensi\u00f3, com els inversors de tracci\u00f3 de vehicles el\u00e8ctrics.<\/p>\n

El carbur de silici s'ha utilitzat des de fa temps en diversos \u00e0mbits de la ind\u00fastria i de l'acad\u00e8mia, des de granalls de granallat i eines de calcografia de carborundum fins a aplicacions en enginyeria t\u00e8rmica, el\u00e8ctrica i mec\u00e0nica. Recentment, per\u00f2, la demanda s'ha disparat a causa de la seva baixa expansi\u00f3 t\u00e8rmica, de l'elevat r\u00e0tio resist\u00e8ncia-duresa i de la seva capacitat per resistir entorns hostils.<\/p>\n

Cer\u00e0mica<\/h2>\n

El silici i el carboni es combinen per produir un material atractiu amb excel\u00b7lents propietats mec\u00e0niques, qu\u00edmiques i t\u00e8rmiques. Presumeix d'una duresa extrema \u2013 fins a dues vegades la del diamant a l'escala de Mohs \u2013 aix\u00ed com d'una resist\u00e8ncia superior als xocs t\u00e8rmiques en comparaci\u00f3 amb altres materials refractaris.<\/p>\n

Cer\u00e0mica fa refer\u00e8ncia a un material inorg\u00e0nic, no met\u00e0l\u00b7lic que \u00e9s extremadament flexible quan no est\u00e0 cuit per\u00f2 s'endureix significativament durant els processos de cocci\u00f3. Les cer\u00e0miques abasten diverses categories; per exemple:<\/p>\n

Les cer\u00e0miques s'utilitzen principalment com a refractaris, materials inorg\u00e0nics que proporcionen resist\u00e8ncia a l'abrasi\u00f3 t\u00e8rmica i qu\u00edmica i a la corrosi\u00f3. Les cer\u00e0miques existeixen en tota mena de formes i colors i s'utilitzen en molts sectors. Alguns usos importants de les biocer\u00e0miques inclouen la protecci\u00f3 contra incendis, els superconductors i la inducci\u00f3 de respostes biol\u00f2giques en les c\u00e8l\u00b7lules. Les cer\u00e0miques bioactives poden ser intr\u00ednsecament bioactives o es poden fer aix\u00ed mitjan\u00e7ant tractaments de superf\u00edcie o omplint els porus de la cer\u00e0mica amb subst\u00e0ncies farmacol\u00f2gicament actives. El carbur de silici s'utilitza \u00e0mpliament per als discs de fre dels autom\u00f2bils, que redueixen significativament la fricci\u00f3 i les emissions mentre resisteixen altes temperatures sense necessitat de sistemes de refrigeraci\u00f3 actius que afegeixen pes, complexitat i cost. A m\u00e9s, el seu \u00fas forma la base de molts abrasius i eines de tall.<\/p>\n

Automoci\u00f3<\/h2>\n

El carbur de silici (SiC) \u00e9s un material extremadament resistent, classificat en nov\u00e8 lloc a l'escala de Mohs, entre l'al\u00famina (9) i el diamant (10). El carbur de silici va ser sintetitzat artificialment per primera vegada per l'inventor americ\u00e0 Edward Acheson l'any 1891 quan intentava fabricar diamants artificials, per\u00f2 en canvi va descobrir petits cristalls negres de SiC en el seu fusi\u00f3 de carboni i alumina escalfada el\u00e8ctricament, que es van m\u00f2ler fins a obtenir un pols per a abrasius industrials. El qu\u00edmic guardonat amb el Premi Nobel Henri Moissan va observar el compost de manera natural com a mineral transparent anomenat moissanita l'any 1905.<\/p>\n

L'estructura at\u00f2mica \u00fanica i les propietats semiconductores del carbur de silici el fan ideal per a aplicacions electr\u00f2niques com ara d\u00edodes, transistors i dispositius de pot\u00e8ncia. T\u00e9 una resist\u00e8ncia al voltatge deu vegades superior a la del silici tradicional i funciona encara millor en sistemes que superen els 1000 V, cosa que el converteix en el material ideal per satisfer les altes demandes de voltatge associades a les estacions de c\u00e0rrega de vehicles el\u00e8ctrics (VE) i als sistemes de gesti\u00f3 energ\u00e8tica.<\/p>\n

El SiC pot millorar significativament l'efici\u00e8ncia de commutaci\u00f3 i, alhora, ajudar a reduir la mida i el pes de components essencials dels vehicles el\u00e8ctrics, com ara convertidors CC-CC, carregadors integrats i sistemes de gesti\u00f3 de bateries. Aquests aven\u00e7os podrien acostar la conducci\u00f3 sense emissions a l'adopci\u00f3 massiva. L'an\u00e0lisi de GlobalData identifica m\u00e9s de deu empreses \u2014 des de prove\u00efdors de tecnologia i companyies automobil\u00edstiques consolidades fins a start-ups emergents \u2014 que utilitzen carboni de silici per a solucions innovadores.<\/p>\n

\"Definici\u00f3<\/a><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Silicon carbide (SiC) is a hard, synthetically produced crystalline compound widely used as an abrasive and wear-resistant material, in refractories and ceramics applications, as well as being the semiconductor substrate for light emitting diodes (LED). EFM semiconductors also outshone traditional silicon semiconductors in high-voltage environments like those found in electric vehicle (EV) power devices, providing […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0,"footnotes":""},"categories":[30],"tags":[],"class_list":["post-602","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-sic-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/602","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=602"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/602\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":606,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/602\/revisions\/606"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=602"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=602"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=602"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}