كربيد السيليكونهي مادة غير عضوية لها الصيغة الكيميائية SiC. وهي مصنوعة من مواد خام مثل رمل الكوارتز، وفحم الكوك البترولي (أو فحم الكوك)، ونشارة الخشب (الملح ضروري لإنتاج كربيد السيليكون الأخضر) من خلال الصهر بدرجة حرارة عالية في فرن المقاومة. كربيد السيليكون هو شبه موصل موجود في الطبيعة على شكل معدن مويسانيتي نادر للغاية. منذ عام 1893، تم إنتاجه بكميات كبيرة على شكل مسحوق وبلورات لاستخدامه كمواد كاشطة، وما إلى ذلك. ومن بين المواد الخام المقاومة للحرارة عالية التقنية غير المؤكسدة مثل C وN وB، يعد كربيد السيليكون هو الأكثر استخدامًا واقتصاديًا. والتي يمكن أن تسمى الرمال الماسية أو الرمال المقاومة للحرارة. ينقسم كربيد السيليكون المنتج صناعيا في الصين إلى كربيد السيليكون الأسود وكربيد السيليكون الأخضر، وكلاهما بلورات سداسية.
محتويات
الصلابة العالية: صلابة كربيد السيليكون تأتي في المرتبة الثانية بعد نيتريد الماس والبورون المكعب، وتحتل المرتبة الثالثة بين جميع المواد الخزفية. يتميز بمقاومة ممتازة للتآكل، ويمكنه مقاومة التآكل السطحي، وإطالة عمر الخدمة.
قوة عالية: يتمتع كربيد السيليكون بقوة إنتاجية وقوة شد عالية، ويمكنه تحمل الأحمال العالية والضغط الميكانيكي العالي، وهو مناسب للاستخدام في البيئات ذات التحميل العالي والإجهاد.
ثبات حراري عالي: يتمتع كربيد السيليكون بثبات حراري ممتاز، ومعامل تمدد حراري صغير، وموصلية حرارية عالية، ويمكنه تحمل الضغط والصدمات الحرارية في درجات الحرارة العالية. يمكن أن تصل درجة حرارة التشغيل القصوى إلى أكثر من 600 درجة مئوية، وهي أعلى بكثير من 300 درجة مئوية لأجهزة السيليكون.
مقاومة درجات الحرارة العالية: يحتوي كربيد السيليكون على فجوة نطاق كبيرة ويمكنه العمل في درجات حرارة أعلى دون تسرب كبير للتيار.
الاستقرار الكيميائي: يتمتع كربيد السيليكون بقدرة تحمل عالية للغاية لمعظم الأحماض والقواعد والمواد المؤكسدة، ويمكنه الحفاظ على الأداء حتى في البيئات الكيميائية القاسية.
معدل تشبع الإلكترون العالي: معدل تشبع الإلكترون في كربيد السيليكون هو ضعف معدل تشبع السيليكون، مما يمكّن أجهزة كربيد السيليكون من تحقيق ترددات تشغيل وكثافة طاقة أعلى.
قوة مجال كهربائي عالية الانهيار: يتمتع كربيد السيليكون بقوة مجال كهربائي عالية الانهيار، مما يمكّن الجهاز من تحمل التشغيل عالي الجهد، وبالتالي تقليل الحجم والوزن.
الموصلية الفائقة: عند درجات الحرارة المنخفضة، يتميز كربيد السيليكون بخصائص الموصلية الفائقة ويمكن استخدامه لتصنيع الأجهزة الإلكترونية فائقة التوصيل.
صناعة أشباه الموصلات: أصبح كربيد السيليكون مادة مثالية للجيل الجديد من أجهزة الطاقة الإلكترونية نظرًا لفجوة نطاقه الواسعة وحركته الإلكترونية العالية وقوة المجال الكهربائي العالية الانهيار. يمكن أن يعمل كربيد السيليكون بثبات عند درجات حرارة أعلى وفي بيئات أكثر قسوة، مما يحسن بشكل كبير من موثوقية وكفاءة المعدات. خاصة في مجالات السيارات الكهربائية، والسكك الحديدية عالية السرعة، والفضاء، وما إلى ذلك، فإن تطبيق أجهزة الطاقة من كربيد السيليكون يقود ثورة تكنولوجية.
تصنيع السيراميك المتقدم: نظرًا لقوته العالية ومقاومته للتآكل ومقاومته لدرجات الحرارة العالية، أصبح كربيد السيليكون مادة خام رئيسية في تصنيع السيراميك المتقدم. سواء تم استخدامه لصنع أفران ذات درجة حرارة عالية، أو أجزاء مقاومة للتآكل أو أجزاء مضادة للتآكل، فقد أظهر سيراميك كربيد السيليكون مزايا لا تضاهى.
الإلكترونيات الضوئية: الخصائص البصرية الفريدة لـكربيد السيليكونجعلها تتألق في مجال الإلكترونيات الضوئية. باعتباره مادة ممتازة ينبعث منها الضوء فوق البنفسجي، يمكن استخدام كربيد السيليكون لإعداد مصابيح LED وأشعة الليزر فوق البنفسجية الفعالة، ويستخدم أيضًا على نطاق واسع في معدات مصدر الضوء مثل مصابيح الصوديوم عالية الضغط وشاشات الفلورسنت.
