{"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":"ranikarbiidi-maaratlus","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbide.net\/et\/silicon-carbide-definition\/","title":{"rendered":"R\u00e4nikarbiidi m\u00e4\u00e4ratlus"},"content":{"rendered":"

R\u00e4nikarbiid (SiC) on k\u00f5va, s\u00fcnteetiliselt toodetud kristalliline \u00fchend, mida kasutatakse laialdaselt abrasiiv- ja kulumiskindla materjalina, tulekindlate materjalide ja keraamika valdkonnas, samuti valgusdioodide (LED) pooljuhtsubstraadina.<\/p>\n

EFM-pooljuhid \u00fcletasid traditsioonilisi r\u00e4ni-pooljuhte ka k\u00f5rgepinge keskkondades, nagu need, mida leidub elektris\u00f5idukite (EV) v\u00f5imsusseadmetes, pakkudes paremat j\u00f5udlust, v\u00e4hendades pinge- ja voolukadusid ning muutes olulised akuhalduskomponendid v\u00e4iksemaks ja kergemaks, samal ajal v\u00e4hendades seadmete suurust ja kaalu.<\/p>\n

R\u00e4nikarbiid<\/h2>\n

R\u00e4nikarbiid on inertne keraamiline \u00fchend, mis koosneb r\u00e4nist ja s\u00fcsinikust. Selle Mohsi k\u00f5vadus on 9, millega see on k\u00f5vaduselt kolmas, j\u00e4\u00e4des maha vaid boorkarbiidist (9,5) ja teemandist (10). R\u00e4nikarbiidil on k\u00f5rge mehaaniline vastupidavus, samas on see keemiliselt inertne; seet\u00f5ttu sobib see ideaalselt k\u00f5vade pindade kaitsmiseks, n\u00e4iteks t\u00f6\u00f6pinkidel.<\/p>\n

Puhtad s\u00fcsiniknanotorud sisaldavad nelja s\u00fcsiniku aatomit, mis on paigutatud nelja s\u00fcsinikutetraedri kujul ja omavahel kovalentselt seotud r\u00e4ni sidemetega. Selline paigutus v\u00f5imaldab pol\u00fcmorfismi, mille puhul esinevad erinevad kristallstruktuurid ja faasid.<\/p>\n

SiC kristallstruktuur tagab sellele suurep\u00e4rased elektrilised omadused, sealhulgas laia keelualaga pooljuhtide (WBG) omadused, mis on elektroonilistes rakendustes h\u00e4davajalikud. Suurem keeluala v\u00f5imaldab elektronidel orbiidilt kiiremini lahkuda, mis tagab k\u00f5rgemad sagedused ja kiirema t\u00f6\u00f6 kui tavap\u00e4rastel r\u00e4ni-seadmetel.<\/p>\n

P\u00f5himaterjalina v\u00f5ib r\u00e4ni legeerida l\u00e4mmastiku, fosfori, galliumi, boori ja alumiiniumiga, et toota n-t\u00fc\u00fcpi pooljuhte. Lisaks v\u00f5ivad r\u00e4ni-vabad transistorid v\u00e4hendada kulusid ja energiatarbimist koguni 40% v\u00f5rra.<\/p>\n

R\u00e4nikarbiid (SiC) talub temperatuuri kuni 300 \u00b0C, mist\u00f5ttu on see suurep\u00e4rane materjalivalik kasutamiseks k\u00f5rgtemperatuurilistes keskkondades, n\u00e4iteks elektris\u00f5idukite mootorites. SiC v\u00f5imaldab loobuda aktiivsetest jahutuss\u00fcsteemidest, mis suurendavad kaalu, kulusid ja keerukust \u2013 see omakorda t\u00e4hendab nende s\u00f5idukite jaoks suuremat s\u00f5iduulatust ja kiiremat laadimisaega.<\/p>\n

Pooljuht<\/h2>\n

R\u00e4nikarbiid on juba ammu tuntud oma ainulaadsete elektriliste omaduste poolest, mis muudavad selle elektroonikas \u00e4\u00e4rmiselt kasulikuks. Pooljuhid, mis vaheldumisi k\u00e4ituvad nagu juhtivad materjalid (nt vasest elektrijuhtmed) ja isolatsioonimaterjalid (neid juhtmeid kattev pol\u00fcmeerne isolatsioon), moodustavad pooljuhtmaterjalid, mida kasutatakse integraall\u00fclituste ja diskreetkomponentide, nagu dioodid ja transistorid, valmistamiseks, mis juhivad elektrit teatud tingimustel; nende juhtivust on isegi v\u00f5imalik muuta elektrivoolu, elektromagnetv\u00e4ljade v\u00f5i valguse abil.<\/p>\n

R\u00e4nikarbiid eristub traditsioonilistest pooljuhtidest oma \u00e4\u00e4rmiselt laia keeluv\u00f6\u00f6ndi poolest. See t\u00e4hendab, et elektronide liikumiseks valentsv\u00f6\u00f6ndist juhtivusv\u00f6\u00f6ndisse on vaja palju rohkem energiat; seet\u00f5ttu on r\u00e4nikarbiidil v\u00e4ga v\u00e4ikesed v\u00f5imsuskadud \u2013 see on hindamatu omadus, kui seda kasutatakse k\u00f5rgepinge rakendustes, nagu n\u00e4iteks elektris\u00f5idukite veoj\u00f5u inverterites.<\/p>\n

R\u00e4nikarbiidi on juba pikka aega kasutatud mitmesugustel eesm\u00e4rkidel t\u00f6\u00f6stuses ja teaduses \u2013 alates liivapuhastusliivast ja karborundist valmistatud graafikavahenditest kuni soojus-, elektri- ja masinaehituse rakendusteni. Viimasel ajal on n\u00f5udlus selle j\u00e4rele aga j\u00e4rsult kasvanud t\u00e4nu selle madalale soojuspaisumiskoefitsiendile, suurele tugevuse ja k\u00f5vaduse suhtele ning v\u00f5imele taluda vaenulikke keskkondi.<\/p>\n

Keraamika<\/h2>\n

R\u00e4ni ja s\u00fcsiniku \u00fchendamisel tekib atraktiivne materjal, millel on suurep\u00e4rased mehaanilised, keemilised ja termilised omadused. See paistab silma \u00e4\u00e4rmusliku k\u00f5vadusega \u2013 Mohsi skaalal koguni kaks korda suurem kui teemantil \u2013 ning teiste tulekindlate materjalidega v\u00f5rreldes suurep\u00e4rase termilise \u0161oki vastupidavusega.<\/p>\n

Keraamika on anorgaaniline, mittemetalliline materjal, mis on p\u00f5letamata olekus \u00e4\u00e4rmiselt paindlik, kuid k\u00f5veneb p\u00f5letamisprotsessi k\u00e4igus m\u00e4rkimisv\u00e4\u00e4rselt. Keraamika h\u00f5lmab mitmesuguseid kategooriaid, n\u00e4iteks:<\/p>\n

Keraamikat kasutatakse peamiselt tulekindlate materjalidena \u2013 need on anorgaanilised materjalid, mis on vastupidavad kuumusele, keemilisele kulumisele ja korrosioonile. Keraamikat leidub igasugustes vormides ja v\u00e4rvides ning seda kasutatakse paljudes t\u00f6\u00f6stusharudes. Biokeraamika oluliste kasutusvaldkondade hulka kuuluvad tulekahjukaitsetooted, \u00fclijuhtivad materjalid ja rakkudest bioloogiliste reaktsioonide esilekutsumine. Bioaktiivne keraamika v\u00f5ib olla kas loomulikult bioaktiivne v\u00f5i selliseks muudetud pinnat\u00f6\u00f6tluse abil v\u00f5i keraamiliste pooride t\u00e4itmisega farmatseutiliselt aktiivsete ainete abil. R\u00e4nikarbiidi kasutatakse laialdaselt autode pidurikettades, mis v\u00e4hendavad m\u00e4rkimisv\u00e4\u00e4rselt h\u00f5\u00f5rdumist ja heitgaase, taludes samal ajal k\u00f5rgeid temperatuure ilma aktiivse jahutuss\u00fcsteemita, mis suurendaksid kaalu, keerukust ja kulusid. Lisaks on selle kasutamine paljude abrasiivide ja l\u00f5ikeriistade aluseks.<\/p>\n

Autot\u00f6\u00f6stus<\/h2>\n

R\u00e4nikarbiid (SiC) on \u00e4\u00e4rmiselt tugev materjal, mis asub Mohsi skaalal \u00fcheksandal kohal, alumiiniumoksiidi (9) ja teemanti (10) vahel. R\u00e4nikarbiidi s\u00fcnteesis esmakordselt kunstlikult Ameerika leiutaja Edward Acheson 1891. aastal, kui ta p\u00fc\u00fcdis valmistada tehisdiamante, kuid avastas selle asemel oma elektriliselt kuumutatud s\u00fcsiniku ja alumiiniumoksiidi sulamis v\u00e4ikeseid musti SiC-kristalle, mis jahvatati pulbriks t\u00f6\u00f6stuslike abrasiivide valmistamiseks. Nobeli preemia v\u00f5itnud keemik Henri Moissan avastas selle \u00fchendi looduslikult l\u00e4bipaistva mineraalina, mida nimetatakse moissanitiks, aastal 1905.<\/p>\n

R\u00e4nikarbiidi ainulaadne aatomstruktuur ja pooljuhtomadused muudavad selle ideaalseks elektroonilistes rakendustes, nagu dioodid, transistorid ja v\u00f5imsusseadmed. Selle pingetaluvus on k\u00fcmme korda suurem kui traditsioonilisel r\u00e4ni puhul ning see toimib veelgi paremini s\u00fcsteemides, kus pinge \u00fcletab 1000 V, mist\u00f5ttu on see ideaalne materjal elektris\u00f5idukite (EV) laadimisjaamade ja energiahalduss\u00fcsteemidega seotud k\u00f5rgepinge n\u00f5uete t\u00e4itmiseks.<\/p>\n

SiC v\u00f5ib m\u00e4rkimisv\u00e4\u00e4rselt parandada l\u00fclitust\u00f5husust, aidates samal ajal v\u00e4hendada elektriautode oluliste komponentide, nagu DC-DC-muundurite, pardalaadijate ja akuhalduss\u00fcsteemide suurust ja kaalu. Need edusammud v\u00f5ivad tuua heitgaasivaba s\u00f5idu massilisele kasutuselev\u00f5tule l\u00e4hemale. GlobalData anal\u00fc\u00fcs toob esile \u00fcle 10 ettev\u00f5tte \u2013 alates tehnoloogia tarnijatest ja tunnustatud autotootjatest kuni t\u00f5usvate idufirmadeni \u2013, kes kasutavad r\u00e4nikarbiidi uuenduslike lahenduste loomiseks.<\/p>\n

\"R\u00e4nikarbiidi<\/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>","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":"","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\/et\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/602","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/et\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/et\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/et\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/et\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=602"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/et\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/602\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":606,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/et\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/602\/revisions\/606"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/et\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=602"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/et\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=602"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/et\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=602"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}