碳化硅(SiC/SiSiC)
碳化硅(SiC)是仅次于金刚石的最硬陶瓷材料之一。 它具有出色的耐磨性和散热性,是电子、汽车、航空航天和工业机械等众多行业的理想选择。 碳化硅在较宽的温度范围内保持稳定,并能抵抗热变形,这使其在恶劣条件下更加可靠。 此外,它还具有热膨胀率低、导热性强、耐酸碱等特点。 SSiC(烧结碳化硅)和 SiSiC(硅渗碳化硅)这两种主要类型特别适用于生产大型复杂部件,在对耐用性和精度要求极高的情况下性能卓越。
(碳化硅/碳化硅)的优点
- 良好的滑行性能
- 无毒,对环境安全
- 硬度仅次于钻石
- 出色的耐高温性能
- 杨氏模量高(380 至 430 GPa)
- 出色的抗热震性(ΔT = 1,100 K)
- 即使在高温下也能耐腐蚀和耐磨损
- 在高温和低温条件下都能保持高强度
(SiC/SiSiC) 应用
- 高温高压功率半导体器件
- 耐磨机械密封
- 热交换器
- 高温传感器
- 光学反射器
- 碳化硅陶瓷轴承
- 能源技术组件
- 管道系统组件
- 用于高温环境的耐火衬里
材料特性
财产 | 单位 | 碳化硅 |
密度 | 克/立方厘米 | 3.15 |
维氏硬度 | Hv0.5 | 2650 |
弯曲强度 | 兆帕 | 450 |
抗压强度 | 兆帕 | 2650 |
弹性模量 | GPa | 430 |
韧性 | MPa-m¹/² | 4 |
泊松比 | - | 0.14 |
杨氏模量 | GPa | 430 |
碳化硅的纯度 | % | 99 |
热性能
财产 | 单位 | 碳化硅 |
导热系数 @ 25°C | W/mK | 110 |
熔点 | °C | 2800 |
比热容 | J/gK | 0.8 |
线性膨胀系数 | 10-⁶/K | 4 |
电气性能
财产 | 单位 | 碳化硅 |
介电常数(1 MHz) | - | 10 |
击穿电压 | 伏/厘米 | 1×10⁶ |
介质损耗(1 MHz) | - | 0.001 |
电阻率 | Ω-cm | 10⁷-10⁹ |
注:此值仅供参考,根据批次情况可能略有不同。
碳化硅加工
碳化硅 (SiC) 加工是生产极端环境下使用的高性能部件的一项具有挑战性但又必不可少的工艺。碳化硅以其卓越的硬度、高导热性和耐磨性而著称,常用于航空航天、汽车、电子和能源等行业。加工 SiC 需要专门的工具和技术,因为这种材料的硬度和脆性使其很难用传统方法进行切割和成型。通常采用精密研磨、金刚石工具和激光加工来达到所需的尺寸和表面光洁度。水刀切割和超声波加工等先进技术也可用于复杂几何形状的加工。碳化硅的正确加工可确保生产出耐用的高质量零件,并在高温、高压和化学腐蚀性环境中保持稳定。
原型加工视频
这是 Jundro 制作的陶瓷原型加工视频
常见问题
什么是碳化硅(SiC),为什么使用碳化硅?
碳化硅(SiC)是一种高度耐用的耐热陶瓷材料,具有优异的导热性、机械强度和电气性能。它广泛应用于高性能领域,如电力电子、汽车、航空航天和半导体工业。
Why is silicon carbide used in semiconductor applications?
Silicon carbide offers high thermal conductivity, wide bandgap, and excellent chemical stability, making it ideal for high-power, high-frequency, and high-temperature semiconductor devices.
碳化硅与硅或陶瓷等传统材料相比有何优势?
碳化硅在高温、高功率和高电压环境下的性能优于传统硅和许多陶瓷。碳化硅具有卓越的热传导性、更高的击穿电压和更强的耐久性,因此成为功率开关、电动汽车和可再生能源系统等高要求应用的首选材料。
What types of SiC parts are commonly used in the semiconductor industry?
Typical parts include wafers, substrates, fixtures, susceptors, rings, and precision mechanical components used in CVD, PVD, and etching processes.
碳化硅是高温应用的理想材料吗?
是的,碳化硅在高温环境中表现出色。碳化硅的熔点很高(约 2,700°C ),可以在传统材料会失效的温度下工作,因此适用于航空航天、国防和能源等行业的高温应用。
碳化硅容易加工吗?
碳化硅坚硬无比、经久耐用,可以使用金刚石涂层刀片和磨料等专用工具进行加工。它需要先进的加工技术,但现代技术可以对半导体制造和高性能电子产品等行业的定制部件进行精确成型和切割。