{"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":"opredelitev-silicijevega-karbida","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbide.net\/sl\/silicon-carbide-definition\/","title":{"rendered":"Opredelitev silicijevega karbida"},"content":{"rendered":"

Silicijev karbid (SiC) je trda, sinteti\u010dno proizvedena kristalini\u010dna spojina, ki se pogosto uporablja kot abrazivni material, odporen proti obrabi, v ognjevzdr\u017enih materialih in keramiki ter kot polprevodni\u0161ki substrat za svetle\u010de diode (LED).<\/p>\n

Polprevodniki EFM preka\u0161ajo tradicionalne silicijeve polprevodnike tudi v visokonapetostnih okoljih, kot so tista v napravah za napajanje elektri\u010dnih vozil (EV), saj zagotavljajo vrhunsko zmogljivost z zmanj\u0161anjem izgub pri napetosti in toku ter zmanj\u0161anjem in olaj\u0161anjem bistvenih komponent za upravljanje baterije, hkrati pa zmanj\u0161ujejo velikost in te\u017eo.<\/p>\n

Silicijev karbid<\/h2>\n

Silicijev karbid je inertna kerami\u010dna spojina, sestavljena iz silicija in ogljika. Njegova trdota po Mohsovi lestvici je 9, kar ga uvr\u0161\u010da na tretje mesto za borovim karbidom (9,5) in diamantom (10). Silicijev karbid ima visoko mehansko obstojnost, hkrati pa ostaja kemi\u010dno inerten, zato je idealen za za\u0161\u010dito trdih povr\u0161in, kot so strojna orodja.<\/p>\n

\u010ciste ogljikove nanocevke vsebujejo \u0161tiri ogljikove atome, razporejene v \u0161tiri ogljikove tetraedre, kovalentno povezane s silicijevimi vezmi. Ta razporeditev omogo\u010da polimorfizem z razli\u010dnimi kristalnimi strukturami in fazami.<\/p>\n

Kristalini\u010dna struktura SiC-a omogo\u010da njegove odli\u010dne elektri\u010dne lastnosti, vklju\u010dno z lastnostmi polprevodnika s \u0161iroko pasovno vrzeljo (WBG), ki so bistvene za elektronske aplikacije. Ve\u010dja pasovna vrzel omogo\u010da elektronom, da hitreje zapustijo orbito, kar vodi do vi\u0161jih frekvenc in hitrej\u0161ega delovanja kot pri obi\u010dajnih silicijevih napravah.<\/p>\n

Silicij kot osnovni material se lahko dopira z du\u0161ikom, fosforjem, galijem, borom in aluminijem za proizvodnjo polprevodnikov tipa n. Poleg tega lahko tranzistorji brez silicija zmanj\u0161ajo stro\u0161ke in porabo energije do 40%.<\/p>\n

Silicijev karbid (SiC) lahko deluje pri temperaturi do 300 stopinj C, zato je odli\u010den material za uporabo v visokotemperaturnih okoljih, kot so motorji elektri\u010dnih vozil. SiC lahko odpravi potrebo po aktivnih hladilnih sistemih, ki pove\u010dujejo te\u017eo, stro\u0161ke in zapletenost, kar pomeni ve\u010dji doseg in kraj\u0161i \u010das polnjenja teh vozil.<\/p>\n

Polprevodnik<\/h2>\n

Silicijev karbid je \u017ee dolgo znan po svojih edinstvenih elektri\u010dnih lastnostih, zaradi katerih je zelo uporaben v elektroniki. Polprevodniki, ki izmeni\u010dno delujejo kot prevodniki (kot bakrene elektri\u010dne \u017eice) in izolatorji (polimerna izolacija, ki pokriva te \u017eice), sestavljajo polprevodni\u0161ke materiale, ki se uporabljajo za izdelavo integriranih vezij, diskretnih elektronskih komponent, kot so diode in tranzistorji, ki pod dolo\u010denimi pogoji prevajajo elektriko; njihovo prevodnost lahko celo spreminjamo s stimulacijo z elektri\u010dnim tokom, elektromagnetnimi polji ali svetlobno stimulacijo.<\/p>\n

Silicijev karbid se od obi\u010dajnih polprevodnikov razlikuje po izjemno \u0161iroki pasovni vrzeli. To pomeni, da potrebuje veliko ve\u010d energije za prehod elektronov iz valen\u010dnega v prevodni pas; zato se silicijev karbid pona\u0161a z zelo nizkimi izgubami energije - neprecenljiva lastnost pri uporabi za visokonapetostne aplikacije, kot so vle\u010dni pretvorniki za elektri\u010dna vozila.<\/p>\n

Silicijev karbid se \u017ee dolgo uporablja za razli\u010dne namene v industriji in akademski sferi, od peskanja in tiskarskih orodij karborundum do uporabe v toplotni, elektri\u010dni in strojni industriji. V zadnjem \u010dasu pa je povpra\u0161evanje po njem mo\u010dno naraslo zaradi nizke stopnje toplotnega raztezanja, visokega razmerja med trdnostjo in trdoto ter zmo\u017enosti odpornosti proti sovra\u017enim okoljem.<\/p>\n

Keramika<\/h2>\n

Silicij in ogljik skupaj tvorita privla\u010den material z odli\u010dnimi mehanskimi, kemi\u010dnimi in toplotnimi lastnostmi. Pona\u0161a se z izjemno trdoto - po Mohsovi lestvici je kar dvakrat tr\u0161i od diamanta - in z izjemno odpornostjo na toplotne udarce v primerjavi z drugimi ognjevzdr\u017enimi materiali.<\/p>\n

Keramika je anorganski nekovinski material, ki je zelo pro\u017een, ko ni \u017egan, vendar se med \u017eganjem mo\u010dno strdi. Keramika zajema razli\u010dne kategorije; na primer:<\/p>\n

Keramika se uporablja predvsem kot ognjevzdr\u017eni materiali, anorganski materiali, ki zagotavljajo odpornost proti toplotni in kemi\u010dni obrabi ter koroziji. Keramika je na voljo v najrazli\u010dnej\u0161ih oblikah in barvah ter se uporablja v razli\u010dnih panogah. Pomembne uporabe biokeramike vklju\u010dujejo po\u017earno za\u0161\u010dito, superprevodnike in povzro\u010danje biolo\u0161kih odzivov celic. Bioaktivna keramika je lahko biolo\u0161ko aktivna sama po sebi ali pa jo lahko naredimo tako s povr\u0161insko obdelavo ali polnjenjem kerami\u010dnih por s farmacevtsko aktivnimi snovmi. Silicijev karbid se pogosto uporablja za avtomobilske zavorne diske, ki znatno zmanj\u0161ujejo trenje in emisije, hkrati pa vzdr\u017eijo visoke temperature, ne da bi potrebovali aktivne hladilne sisteme, ki pove\u010dujejo te\u017eo, zapletenost in stro\u0161ke. Poleg tega je njegova uporaba osnova \u0161tevilnih abrazivov in rezalnih orodij.<\/p>\n

Avtomobilska industrija<\/h2>\n

Silicijev karbid (SiC) je izredno \u017eilav material, ki po Mohsovi lestvici zaseda deveto mesto med aluminijevim oksidom (9) in diamantom (10). Silicijev karbid je prvi\u010d umetno sintetiziral ameri\u0161ki izumitelj Edward Acheson leta 1891, ko je posku\u0161al izdelati umetne diamante, vendar je namesto tega v elektri\u010dno segreti talini ogljika in aluminijevega oksida odkril majhne \u010drne kristale SiC, ki jih je zmlel v obliki prahu za industrijska brusila. Kemik Henri Moissan, dobitnik Nobelove nagrade, je leta 1905 to spojino opazil v naravi kot prozoren mineral, imenovan moissanit.<\/p>\n

Silicijev karbid je zaradi svoje edinstvene atomske strukture in polprevodni\u0161kih lastnosti idealen za elektronske aplikacije, kot so diode, tranzistorji in energetske naprave. Ima desetkrat ve\u010djo napetostno odpornost kot tradicionalni silicij in se \u0161e bolje obnese v sistemih, ki presegajo 1000 V, zato je idealen material za izpolnjevanje zahtev po visoki napetosti, povezanih s polnilnimi postajami za elektri\u010dna vozila (EV) in sistemi za upravljanje energije.<\/p>\n

SiC lahko znatno izbolj\u0161a u\u010dinkovitost preklopov, hkrati pa pomaga zmanj\u0161ati velikost in te\u017eo bistvenih komponent elektri\u010dnih vozil, kot so pretvorniki DC-DC, vgrajeni polnilniki in sistemi za upravljanje baterij. Ta napredek bi lahko pribli\u017eal mno\u017ei\u010dno uporabo vo\u017enje brez emisij. V analizi dru\u017ebe GlobalData je opredeljenih ve\u010d kot 10 podjetij - od prodajalcev tehnologije in uveljavljenih avtomobilskih podjetij do zagonskih podjetij v vzponu -, ki uporabljajo silicijev karbid za inovativne re\u0161itve.<\/p>\n

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