Silicon carbide (SiC), as a high-performance advanced ceramic material, is widely used in many industrial fields due to its excellent physical and chemical properties (such as high hardness, high temperature resistance, corrosion resistance, high thermal conductivity, and low thermal expansion coefficient). The following are the five core applications of silicon carbide plates and their detailed analysis:
Fabricación de semiconductores y la industria electrónica
Las placas de carburo de silicio se usan principalmente en el campo de semiconductores para componentes clave de los equipos de fabricación de obleas, como el calentador y el chuck electrostático (ESC) del Etcher .
Resistencia de alta temperatura y resistencia a la corrosión en plasma: SIC puede soportar temperaturas de hasta 1600 grados y gases altamente corrosivos (como el plasma de flúor) en los procesos de semiconductores, y su vida útil excede con creces el de cuarzo o aluminio tradicional .}
Alta pureza y baja contaminación: la inercia química asegura que no haya contaminación metálica durante el proceso de producción de obleas, que es adecuada para la fabricación de semiconductores de tercera generación (como GaN y chips SiC) .
Ventajas de gestión térmica: la alta conductividad térmica (120-270 w/m · k) puede disipar el calor de manera uniforme y mejorar el rendimiento de la chip .
Hornos industriales de alta temperatura y tratamiento térmico
Las placas de carburo de silicio son materiales ideales para hornos, rieles y placas a prueba de llama, y se usan comúnmente en sinterización de cerámica, tratamiento térmico de acero y producción de células solares .
Estabilidad a largo plazo: no es fácil de deformarse en la oxidación o la reducción de las atmósferas en 1400-1600, y la vida útil puede alcanzar más de 5 veces que los materiales refractarios tradicionales .
Efecto de ahorro de energía: la alta conductividad térmica acelera la transferencia de calor y reduce el consumo de energía; Coeficiente de expansión térmica baja (4 . 0 × 10⁻⁶/ grado) evita el agrietamiento del choque térmico.
Escenarios de aplicación: por ejemplo, los hornos de lingote de silicio policristalino en la industria fotovoltaica requieren que las placas SIC resisten la corrosión fundida de silicio y mantengan la precisión dimensional .
Equipo químico y anticorrosión
En la industria química,placas de carburo de siliciose usan para revestimientos de reactores, tuberías y sellos para hacer frente a ácidos fuertes (ácido sulfúrico, ácido hidrofluorico), álcali fuerte y ambientes de alta temperatura y alta presión .
Inertidad química: SIC es casi poco reactivo en el rango de pH de 0-14, que es mejor que el acero inoxidable y Hastelloy .
Resistencia mecánica: la resistencia a la flexión alcanza 400-600 MPA, que puede resistir el impacto mecánico del reactor .
Partes estructurales aeroespaciales y de alta temperatura
Las placas de carburo de silicio se usan en boquillas de cohetes, escudos de calor y cuchillas de turbina de gas en aeroespacial .
Rendimiento de la temperatura ultra alta: todavía mantiene la fuerza en 2000 grados, y el punto de fusión es tan alto como 2700 grados, que es adecuado para el borde de ataque de los aviones supersónicos .
Ligero: la densidad (3 . 1 g/cm³) es más baja que la de la aleación de tungsteno, lo que reduce la carga.
Nueva tecnología de protección de energía y medio ambiente
En el campo de la nueva energía, las placas de carburo de silicio se usan en fotovoltaicos, energía nuclear y tratamiento de gas residual:
Industria fotovoltaica: como un recubrimiento de crisol para hornos de crecimiento de polisilicio para reducir la adhesión del material de silicio, los filtros de cerámica SIC se utilizan para la eliminación de polvo de gas de combustión de alta temperatura (como las plantas de incineración de desechos) .
Reactores nucleares: las placas de absorción de neutrones SIC pueden controlar la velocidad de fisión nuclear, y su resistencia a la radiación es mejor que la del grafito .
Energía de hidrógeno: en la membrana de intercambio de protones (PEM) para la producción de hidrógeno por electrólisis de agua, las placas SIC son resistentes al ácido y tienen una excelente conductividad .
Con el avance de la tecnología de preparación de SIC (como la sinterización reactiva y la ECV), su costo se reduce gradualmente, y sus áreas de aplicación se ampliarán aún más a los campos de vanguardia, como la computación cuántica y la biomedicina .}, los platos de carbidas de silicon continuarán promoviendo la innovación en la fabricación de altas en las altas manufacturas con su "limitamiento de material de material" .}}}}}}