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淺談碳化硅

文章出處:網責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2024-01-19 08:10:00【

碳化硅(SiC)作為一種高性能材料,近年來在半導體行業中備受關注。然而,碳化硅的應用遠不止于此,它不僅用于制造功率器件,還被廣泛應用于多個領域作為磨料、切削工具、結構材料、光學材料以及催化劑載體等。

 

 

碳化硅陶瓷silicon carbide ceramic)具有一系列引人注目的性能:化學性質穩定、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、高導熱系數、低熱膨脹系數、輕質及高機械強度。這些特點使得它成為了眾多行業的理想材料,包括光伏半導體設備、鋰電池設備、高溫工業爐窯、化工機械、能源環保、冶金、國防軍工以及航天等領域的首選材料。

 

作為一種高級特種陶瓷,碳化硅陶瓷的硬度僅次于金剛石和碳化硼,莫氏硬度高達9.5,表現出卓越的耐磨性。這使得碳化硅陶瓷非常適合用于高耐磨要求的滑動部件(如機械密封等)。它的高楊氏模量和低熱膨脹系數也使其成為制造需要高精度的部件(如光學部件和基板)的理想材料。碳化硅陶瓷是高密度燒結體,可以實現鏡面加工。它能夠承受超過1500°C的高溫,具有優異的耐熱沖擊性和化學穩定性,適用于制造SiC吸盤、SiC護套以及薄板和厚壁產品。

 

 

碳化硅復合陶瓷材料以SiCSi為主要組分,加入添加劑后成型,然后放置在氮化爐中通入高純氮氣,在一定溫度下氮化燒結而成。碳化硅陶瓷制備方法包括反應燒結法、重結晶燒結法,熱壓燒結法,無壓燒結法等。導體設備用碳化硅零部件包括水冷盤、吸盤和晶舟等,具備高精密、高純度、強耐化學和離子腐蝕能力的特點。碳化硅陶瓷在半導體領域的應用工業窯爐方面,主要應用場景從早先的日用、衛生陶瓷窯爐用結構件等傳統工業結構陶瓷發展為新能源、半導體窯爐用結構件等各類中高端工業結構陶瓷。    

 

未來隨著新能源汽車、能源、工業、通訊等領域滲透率提升,及各領域對高精密度、高耐磨耗、高可靠度機械零組件或電子元件要求日趨嚴格,碳化硅陶瓷產品市場規模有望持續擴大,其中新能源汽車和光伏為重要發展領域。 

2022 年中國碳化硅結構陶瓷市場規模 182 億元,隨著應用領域進一步拓寬及下游增長需要,預計 2025 年碳化硅結構陶瓷市場規模達 296 億元。

 

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