{"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":"definition-av-kiselkarbid","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbide.net\/sv\/silicon-carbide-definition\/","title":{"rendered":"Kiselkarbid Definition"},"content":{"rendered":"

Kiselkarbid (SiC) \u00e4r en h\u00e5rd, syntetiskt framst\u00e4lld kristallin f\u00f6rening som ofta anv\u00e4nds som ett slipande och slitstarkt material, i eldfasta material och keramiktill\u00e4mpningar samt som halvledarsubstrat f\u00f6r lysdioder (LED).<\/p>\n

EFM-halvledarna \u00f6vertr\u00e4ffar ocks\u00e5 traditionella kiselhalvledare i h\u00f6gsp\u00e4nningsmilj\u00f6er, som i kraftaggregat f\u00f6r elfordon (EV), och ger \u00f6verl\u00e4gsen prestanda genom att minimera sp\u00e4nnings- och str\u00f6mf\u00f6rluster samt krympa och l\u00e4tta p\u00e5 viktiga batterihanteringskomponenter samtidigt som storlek och vikt minskas.<\/p>\n

Kiselkarbid<\/h2>\n

Kiselkarbid \u00e4r en inert keramisk f\u00f6rening som best\u00e5r av kisel och kol. Med en Mohs-h\u00e5rdhetsgrad p\u00e5 9 ligger den p\u00e5 tredje plats efter borkarbid (9,5) och diamant (10). Kiselkarbid har h\u00f6g mekanisk h\u00e5llbarhet samtidigt som den \u00e4r kemiskt inert, vilket g\u00f6r den perfekt f\u00f6r skydd av h\u00e5rda ytor i t.ex. verktygsmaskiner.<\/p>\n

Rena kolnanor\u00f6r inneh\u00e5ller fyra kolatomer som \u00e4r ordnade i fyra koltetraeder, kovalent sammanbundna med kiselbindningar. Detta arrangemang m\u00f6jligg\u00f6r polymorfism med olika kristallstrukturer och faser.<\/p>\n

SiC:s kristallina struktur resulterar i dess \u00f6verl\u00e4gsna elektriska egenskaper, inklusive halvledaregenskaper med brett bandgap (WBG) som \u00e4r viktiga f\u00f6r elektroniska till\u00e4mpningar. Ett st\u00f6rre bandgap g\u00f6r att elektronerna kan l\u00e4mna omloppsbanan snabbare, vilket leder till h\u00f6gre frekvenser och snabbare drift \u00e4n med konventionella kiselkretsar.<\/p>\n

Som basmaterial kan kisel dopas med kv\u00e4ve, fosfor, gallium, bor och aluminium f\u00f6r att producera halvledare av n-typ. Dessutom kan kiselfria transistorer minska kostnaden och str\u00f6mf\u00f6rbrukningen med s\u00e5 mycket som 40%.<\/p>\n

Kiselkarbid (SiC) kan arbeta i upp till 300 grader Celsius, vilket g\u00f6r det till ett utm\u00e4rkt materialval f\u00f6r applikationer i h\u00f6gtemperaturmilj\u00f6er som t.ex. motorer i elfordon. SiC kan eliminera behovet av aktiva kylsystem som \u00f6kar vikt, kostnad och komplexitet - vilket inneb\u00e4r l\u00e4ngre r\u00e4ckvidd och snabbare laddningstider f\u00f6r dessa fordon.<\/p>\n

Halvledare<\/h2>\n

Kiselkarbid har l\u00e4nge varit k\u00e4nt f\u00f6r sina unika elektriska egenskaper som g\u00f6r det mycket anv\u00e4ndbart inom elektronik. Halvledare, som v\u00e4xlar mellan att fungera som ledare (som elektriska kopparledningar) och isolatorer (polymerisolering som t\u00e4cker dessa ledningar), utg\u00f6r halvledarmaterial som anv\u00e4nds f\u00f6r att konstruera integrerade kretsar, diskreta elektroniska komponenter som dioder och transistorer, som leder elektricitet under vissa f\u00f6rh\u00e5llanden; deras ledningsf\u00f6rm\u00e5ga kan till och med \u00e4ndras genom stimulering via elektriska str\u00f6mmar, elektromagnetiska f\u00e4lt eller ljusstimulering.<\/p>\n

Kiselkarbid skiljer sig fr\u00e5n traditionella halvledare genom att ha ett extremt brett bandgap. Det inneb\u00e4r att det kr\u00e4vs mycket mer energi f\u00f6r att flytta elektroner fr\u00e5n valensbandet till ledningsbandet, och d\u00e4rf\u00f6r har kiselkarbid mycket l\u00e5ga effektf\u00f6rluster - en ov\u00e4rderlig egenskap n\u00e4r den anv\u00e4nds f\u00f6r h\u00f6gsp\u00e4nningsapplikationer, t.ex. v\u00e4xelriktare f\u00f6r elfordon.<\/p>\n

Kiselkarbid har l\u00e4nge anv\u00e4nts f\u00f6r olika \u00e4ndam\u00e5l inom industrin och den akademiska v\u00e4rlden, fr\u00e5n bl\u00e4sterkorn och karborundumverktyg f\u00f6r tryckning till termiska, elektriska och mekaniska till\u00e4mpningar. P\u00e5 senare tid har dock efterfr\u00e5gan skjutit i h\u00f6jden p\u00e5 grund av dess l\u00e5ga v\u00e4rmeutvidgningstal, h\u00f6ga h\u00e5llfasthet\/h\u00e5rdhetskvot och f\u00f6rm\u00e5ga att motst\u00e5 fientliga milj\u00f6er.<\/p>\n

Keramik<\/h2>\n

Kisel och kol bildar tillsammans ett attraktivt material med utm\u00e4rkta mekaniska, kemiska och termiska egenskaper. Det har extrem h\u00e5rdhet - s\u00e5 mycket som dubbelt s\u00e5 mycket som diamant p\u00e5 Mohs skala - samt \u00f6verl\u00e4gsen motst\u00e5ndskraft mot termisk chock i f\u00f6rh\u00e5llande till andra eldfasta material.<\/p>\n

Med keramik avses ett oorganiskt, icke-metalliskt material som \u00e4r extremt flexibelt i obr\u00e4nt tillst\u00e5nd men som h\u00e5rdnar avsev\u00e4rt under br\u00e4nningsprocessen. Keramiken omfattar olika kategorier, t.ex:<\/p>\n

Keramik anv\u00e4nds fr\u00e4mst som eldfasta material, oorganiska material som ger motst\u00e5ndskraft mot v\u00e4rme och kemiskt slitage och korrosion. Keramik finns i alla m\u00f6jliga former och f\u00e4rger och anv\u00e4nds inom alla branscher. Viktiga anv\u00e4ndningsomr\u00e5den f\u00f6r biokeramer \u00e4r bland annat brandskydd, supraledare och att framkalla biologiska reaktioner i celler. Bioaktiva keramer kan antingen vara bioaktiva i sig, eller s\u00e5 kan de g\u00f6ras bioaktiva genom ytbehandlingar eller genom att fylla keramiska porer med farmaceutiskt aktiva substanser. Kiselkarbid anv\u00e4nds ofta till bromsskivor f\u00f6r bilar som avsev\u00e4rt minskar friktionen och utsl\u00e4ppen samtidigt som de klarar h\u00f6ga temperaturer utan att beh\u00f6va aktiva kylsystem som \u00f6kar vikten, komplexiteten och kostnaderna. Dessutom utg\u00f6r anv\u00e4ndningen av kiselkarbid grunden f\u00f6r m\u00e5nga slipmedel och sk\u00e4rverktyg.<\/p>\n

Fordon<\/h2>\n

Kiselkarbid (SiC) \u00e4r ett extremt segt material som rankas som nummer nio p\u00e5 Mohs skala, mellan aluminiumoxid (9) och diamant (10). Kiselkarbid syntetiserades f\u00f6rst p\u00e5 konstgjord v\u00e4g av den amerikanske uppfinnaren Edward Acheson 1891 n\u00e4r han f\u00f6rs\u00f6kte tillverka konstgjorda diamanter, men i st\u00e4llet uppt\u00e4ckte sm\u00e5 svarta kristaller av SiC i sin elektriskt upphettade sm\u00e4lta av kol och aluminiumoxid som maldes till pulverform f\u00f6r industriella slipmedel. Den Nobelprisbel\u00f6nade kemisten Henri Moissan observerade f\u00f6reningen naturligt som ett transparent mineral kallat moissanit 1905.<\/p>\n

Kiselkarbidens unika atomstruktur och halvledaregenskaper g\u00f6r den idealisk f\u00f6r elektroniska till\u00e4mpningar som dioder, transistorer och kraftaggregat. Det har tio g\u00e5nger h\u00f6gre sp\u00e4nningsresistans \u00e4n traditionellt kisel och fungerar \u00e4nnu b\u00e4ttre i system som \u00f6verstiger 1000 V, vilket g\u00f6r det till det perfekta materialet f\u00f6r att uppfylla de h\u00f6ga sp\u00e4nningskrav som f\u00f6rknippas med laddningsstationer f\u00f6r elfordon och energihanteringssystem.<\/p>\n

SiC kan avsev\u00e4rt f\u00f6rb\u00e4ttra switchningseffektiviteten och samtidigt bidra till att minska storleken och vikten p\u00e5 viktiga EV-komponenter, t.ex. DC-till-DC-omvandlare, ombordladdare och batterihanteringssystem. Dessa framsteg skulle kunna f\u00f6ra utsl\u00e4ppsfri k\u00f6rning n\u00e4rmare massanv\u00e4ndning. GlobalData-analysen identifierar \u00f6ver 10 f\u00f6retag - allt fr\u00e5n teknikleverant\u00f6rer och etablerade fordonsf\u00f6retag till nystartade f\u00f6retag - som anv\u00e4nder kiselkarbid f\u00f6r innovativa l\u00f6sningar.<\/p>\n

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