การใช้งานซิลิคอนคาร์ไบด์

ซิลิคอนคาร์ไบด์มีการใช้งานจำนวนมากในอุตสาหกรรมเกิดใหม่และอุตสาหกรรมดั้งเดิม ปัจจุบันตลาดเซมิคอนดักเตอร์ทั่วโลกมีมูลค่าเกิน 100 พันล้านหยวน คาดว่าภายในปี 2568 ยอดขายทั่วโลกของวัสดุการผลิตเซมิคอนดักเตอร์จะสูงถึง 39.5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ ซึ่งในจำนวนนี้ซิลิคอนคาร์ไบด์ตลาดเซมิคอนดักเตอร์คาดว่าจะมีขนาดตลาดถึง 2.5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2568 ขณะเดียวกันซิลิคอนคาร์ไบด์ยังคงเป็นวัสดุที่มีประสิทธิภาพการใช้งานที่ดีที่สุดในเซรามิกแบบดั้งเดิม วัสดุทนไฟ อุณหภูมิสูง การเจียร และสาขาอื่นๆ

1. สาขาเซมิคอนดักเตอร์

แผ่นเจียร อุปกรณ์จับยึด ฯลฯ เป็นอุปกรณ์กระบวนการที่สำคัญสำหรับการผลิตแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ แผ่นเจียรที่ใช้เซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์มีความแข็งสูง การสึกหรอต่ำ และโดยพื้นฐานแล้วค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนนั้นเหมือนกับของเวเฟอร์ซิลิคอน จึงสามารถบดและขัดด้วยความเร็วสูงได้ นอกจากนี้ เมื่อมีการผลิตเวเฟอร์ซิลิคอน พวกเขาจะต้องผ่านการบำบัดความร้อนที่อุณหภูมิสูง และมักใช้ฟิกซ์เจอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์ในการขนส่ง นอกจากนี้ ในฐานะตัวแทนของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ช่องว่างแถบกว้างรุ่นที่สาม เมื่อเปรียบเทียบกับซิลิคอน (Si) และแกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs) วัสดุผลึกเดี่ยวของซิลิคอนคาร์ไบด์มีช่องว่างแถบขนาดใหญ่ ค่าการนำความร้อนสูง และการเคลื่อนที่ของความอิ่มตัวของอิเล็กตรอนสูง ประเมิน. และคุณสมบัติขั้นสูงของสนามไฟฟ้าพังทลาย อุปกรณ์ SiC สร้างขึ้นจากข้อบกพร่องของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์แบบดั้งเดิมในการใช้งานจริง และค่อยๆ กลายเป็นกระแสหลักของเซมิคอนดักเตอร์กำลัง

2. เซรามิกนำไฟฟ้าซิลิคอนคาร์ไบด์

ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นเซรามิกวิศวกรรมที่สำคัญมาก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเซรามิก SiC มีความเปราะ ความแข็งสูง และมีความต้านทานสูง จึงเป็นเรื่องยากมากที่จะแปรรูปและผลิตชิ้นส่วนเซรามิก SiC ขนาดใหญ่หรือรูปทรงซับซ้อน เพื่อปรับปรุงความสามารถในการแปรรูปเซรามิก SiC สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดเฉือนของเซรามิก SiC ได้โดยการทำให้เซรามิก SiC กลายเป็นเซรามิกนำไฟฟ้าและใช้กระบวนการคายประจุไฟฟ้า เมื่อความต้านทานของเซรามิก SiC ถูกควบคุมให้ลดลงต่ำกว่า 100Ω·cm จะสามารถตอบสนองความต้องการของ EDM และดำเนินการประมวลผลพื้นผิวที่ซับซ้อนได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการแปรรูปและการผลิตส่วนประกอบขนาดใหญ่หรือมีรูปร่างซับซ้อน

3. บริเวณต้านทานการสึกหรอ

ความแข็งของซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นอันดับสองรองจากเพชรและโบรอนคาร์ไบด์ และเป็นสารขัดถูที่ใช้กันทั่วไป เนื่องจากมีคุณสมบัติแข็งเป็นพิเศษ จึงสามารถเตรียมเป็นล้อเจียร ผ้าทราย กระดาษทราย และสารขัดถูต่างๆ ได้ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมแปรรูปทางกล

ในเวลาเดียวกัน ค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีความแข็งสูงและต่ำของซิลิกอนคาร์ไบด์ให้ความทนทานต่อการสึกหรอดีเยี่ยม และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเสียดสีแบบเลื่อนและสภาวะการสึกหรอต่างๆ ซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถแปรรูปเป็นวงแหวนซีลที่มีรูปร่างหลากหลาย มีความแม่นยำของมิติ และผิวสำเร็จสูง เช่นเดียวกับตลับลูกปืน ฯลฯ พวกมันยังถูกใช้เป็นชิ้นส่วนเครื่องจักรกลในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงมากมาย และมีคุณสมบัติในการระบายอากาศที่ดีและมีอายุการใช้งานยาวนาน

ซิลิคอนคาร์ไบด์ยังมีขอบเขตการใช้งานมากมาย เช่น สภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน การใช้งานที่อุณหภูมิสูง ฯลฯ การใช้งานในสาขาเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น เซมิคอนดักเตอร์ พลังงานนิวเคลียร์ การป้องกันประเทศ และเทคโนโลยีอวกาศ ก็กำลังขยายตัวอย่างต่อเนื่อง และโอกาสในการใช้งานก็กว้างมาก