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一般來(lái)說(shuō),碳化硅耐火材料具有多方面的優(yōu)良性能,例如,在比較寬的溫度范圍內(nèi)具有高的強(qiáng)度、高的抗熱震性、優(yōu)良的耐磨性能、高的熱導(dǎo)率、耐化學(xué)腐蝕性等。不過(guò),也應(yīng)看到,它的弱點(diǎn)是能力差,由此而造成高溫積脹大、變形等降低了使用壽命。
為了提高碳化硅耐火材料的性能,在結(jié)合劑方面做了不少的選擇工作。使用粘土(包括氧化物)結(jié)合,但并未能起到保護(hù)作用,碳化硅顆粒仍然受到氧化和侵蝕。50年代末,選擇用氮化硅(Si3N4)結(jié)合,作為碳化硅耐火材料的改進(jìn)產(chǎn)品,確實(shí)具有很好的性(見圖1),且無(wú)顯著的膨脹現(xiàn)象。但是價(jià)格較貴;加之在反復(fù)加熱冷卻時(shí)有突然破壞的可能;而氮化硅本身的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)帶有滲透性,不能從根本上保護(hù)碳化硅不被氧化。60年代初,又出現(xiàn)了用氧氮化硅(Si2ON2)結(jié)合的碳化硅耐火材料,比之氮化硅結(jié)合具有更好的性能,因?yàn)檠醯枵掣接谔蓟璞砻娴难趸璞∧?,并與其反應(yīng)形成和碳化硅牢固結(jié)合的連續(xù)保護(hù)膜。同時(shí),這種材料的價(jià)格適當(dāng),相當(dāng)于用氧化物結(jié)合的碳化硅材料。
在光伏領(lǐng)域的應(yīng)用
光伏逆變器對(duì)光伏發(fā)電作用非常重要,不僅具有直交流變換功能,還具有地發(fā)揮太陽(yáng)電池性能的功能和系統(tǒng)故障保護(hù)功能。歸納起來(lái)有自動(dòng)運(yùn)行和停機(jī)功能、功率跟蹤控制功能、防單獨(dú)運(yùn)行功能(并網(wǎng)系統(tǒng)用)、自動(dòng)電壓調(diào)整功能(并網(wǎng)系統(tǒng)用)、直流檢測(cè)功能(并網(wǎng)系統(tǒng)用)、直流接地檢測(cè)功能(并網(wǎng)系統(tǒng)用)等。
國(guó)內(nèi)逆變器廠家對(duì)新技術(shù)和新器件的應(yīng)用還是太少,以碳化硅為功率器件的逆變器,并且開始大批量應(yīng)用,碳化硅內(nèi)阻很少,可以把效率做很高,開關(guān)頻率可以達(dá)到10K,也可以節(jié)省LC濾波器和母線電容。碳化硅材料在光伏逆變器應(yīng)用上或有突破。
在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用
碳化硅一維納米材料由于自身的微觀形貌和晶體結(jié)構(gòu)使其具備更多獨(dú)特的優(yōu)異性能和更加廣泛的應(yīng)用前景,被普遍認(rèn)為有望成為第三代寬帶隙半導(dǎo)體材料的重要組成單元。
第三代半導(dǎo)體材料即寬禁帶半導(dǎo)體材料,又稱高溫半導(dǎo)體材料,主要包括碳化硅、氮化、氮化鋁、氧化鋅、金剛石等。這類材料具有寬的禁帶寬度(禁帶寬度大于2.2ev)、高的熱導(dǎo)率、高的擊穿電場(chǎng)、高的抗輻射能力、高的電子飽和速率等特點(diǎn),適用于高溫、高頻、抗輻射及大功率器件的制作。第三代半導(dǎo)體材料憑借著其優(yōu)異的特性,未來(lái)應(yīng)用前景十分廣闊。
碳化硅陶瓷
碳化硅陶瓷在石油、化工、微電子、汽車、航天、航空、造紙、激光、礦業(yè)及原子能等工業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。下面為大家來(lái)介紹一下碳化硅陶瓷的良好導(dǎo)熱性能。
碳化硅陶瓷的良好導(dǎo)熱性能 陶瓷的優(yōu)異性能與其獨(dú)特結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。SiC是共價(jià)鍵很強(qiáng)的化合物,SiC中Si-C鍵的離子性僅12%左右。因此,SiC強(qiáng)度高、彈性模量大,具有優(yōu)良的耐磨損性能。純SiC不會(huì)被HCl、HNO3、H2SO4和HF等酸溶液以及NaOH等堿溶液侵蝕。在空氣中加熱時(shí)易發(fā)生氧化,但氧化時(shí)表面形成的SiO2會(huì)抑制氧的進(jìn)一步擴(kuò)散,故氧化速率并不高。在電性能方面,SiC具有半導(dǎo)體性,少量雜質(zhì)的引入會(huì)表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性。此外,SiC還有優(yōu)良的導(dǎo)熱性。