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                    碳化硅陶瓷換熱器設計時要注意的問題[ 06-16 16:15 ]
                    碳化硅具有很高的導熱系數,同時其化學性能穩定、熱膨脹系數小、耐磨性能好,并具有優異的抗熱震性。所以,碳化硅質材料是陶瓷換熱器的首選材料。碳化硅在水蒸氣、含氧氣氛中存在高溫氧化問題。含氧氣氛中,碳化硅在800℃以上開始被氧化,可形成一層SiO2保護膜,在溫度高于1200℃時該保護膜即軟化被沖蝕破壞,換熱元件壽命迅速縮短。這也是一般碳化硅換熱元件最高用到1200℃的原因。碳化硅與蒸汽自1000℃開始強烈反應,腐蝕生成的SiO2與水蒸氣發生揮發反應,生成氣態的Si(OH)4,不能形成保護膜。 因此在碳化硅換熱器設計
                    陶瓷換熱器對碳化硅材料的要求[ 06-15 17:14 ]
                    一般而言,無機非金屬陶瓷換熱器對碳化硅材料的要求可總結為六點,分別是: (1)抗熱震性能要好; (2)使用壽命要長,符合經濟原則; (3)耐高溫性能強,使用溫度必須要>1280℃; (4)蓄熱率以及導熱系數要高; (5)機械強度理想,即便是在高溫環境之后,依舊能夠保持常態; (6)耐化學腐蝕強,工業爐廢煙當中含有大量的SO2、CO2等腐蝕性強的化學物質,用于制作陶瓷換熱器的無機非金屬材料要求不能與其發生粉塵固熔反應。
                    碳化硅陶瓷換熱器為什么受歡迎?[ 06-14 16:01 ]
                    換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備,又稱熱交換器。按其材質可分為金屬、陶瓷、塑料、石墨、玻璃換熱器等。石墨、玻璃、聚四氟乙烯等換熱器主要用在低溫、中溫的條件下。在高溫條件,目前國內絕大多數還采用金屬換熱器。 然而,冶金、機械、化工等廠中的均熱爐、鍛造加熱爐、玻璃熔窯等,一般出爐煙溫度較高,若在煙道中直接安裝各種普碳鋼制的金屬換熱器,其使用壽命很短,如果采用耐熱合金鋼、稀有金屬、制成的換熱器則價格過于昂貴,投資巨大。另外,使用金屬換熱器時,不僅在高溫條件下存在耐用性問題,使用時受到酸性或堿性氣體腐蝕,
                    立方SiC(β-SiC)粉體的應用[ 06-13 17:11 ]
                    β-SiC粉體有很高的化學穩定性、高硬度、高熱導率、低熱膨脹系數、寬能帶隙、高電子漂移速度、高電子遷移率、特殊的電阻溫度特性等,因此具有抗磨、耐高溫、耐熱震、耐腐蝕、耐輻射、良好的半導體特性等優良性能,被廣泛應用于各行各業,例如:電子、信息、精密加工技術、軍工、航空航天、高級耐火材料、特種陶瓷材料、高級磨削材料和增強材料等領域。其應用范圍主要分為以下幾類: 01粉體原料 在高級結構陶瓷、功能陶瓷及高級耐火材料市場有著非常廣闊的應用前景。低溫下,β-SiC是一種亞穩定相,在1600℃左
                    β-SiC(立方SiC)的特性[ 06-11 16:58 ]
                    β-SiC(立方SiC)具有優良的物理化學性能,具有高強度、高硬度、高熱導率、高燒結活性、高半導體特性和低熱膨脹系數。其硬度與金剛石接近,俗稱金剛砂;對樣品進行拋光,拋光性能遠超白剛玉和α-SiC(黑碳化硅和綠碳化硅),樣品表面粗糙度良好;β-SiC由于晶粒中電子空穴缺陷較多、其禁帶寬度小于α-SiC,因此導電性比α-SiC的高幾倍;β-SiC具有優良的熱導率和低熱膨脹系數,使得其在加熱和冷卻過程中受到的熱應力很小。 β-SiC的基本性質
                    第三代半導體——碳化硅究竟用在哪?[ 06-06 16:37 ]
                    SiC是目前相對成熟、應用最廣的寬禁帶半導體材料,基于SiC的功率器件相較Si基器件具有耐高壓、耐高溫、抗輻射、散熱能力佳、導通損耗與開關損耗更低、開關頻率更高、可減小模塊體積等杰出特性,不僅可廣泛用于電動汽車驅動系統、列車牽引設備、充電樁、開關電源、光伏逆變器、伺服電機、高壓直流輸電設備等民用場景,還可顯著提升戰斗機、戰艦等軍用系統裝備的性能。 1.新能源汽車 車載充電機(OBC):車載充電機是指固定在汽車上,可將地面的交流充電樁輸入的交流電轉換為直流電,直接給動力電池充電,充電過程中宜由車載充電機提
                    關于發展碳化硅產業一些理性思考[ 06-04 16:14 ]
                    目前,國內碳化硅產業看上去紅紅火火,但硅的霸主地位依舊不可撼動,80%集成電路仍在使用硅,而碳化硅的優勢主要在于其功率特性。 車用市場是碳化硅首先引爆的應用市場,2022年以后,SBD會因為國內廠商的崛起引發激烈競爭,而車規MOSFET應用的高壁壘形成了精英賽道,能夠跑到最后的競爭者有限。因此,是否有能力開展MOSFET的研發,是否有能力出貨,就成了判斷碳化硅器件公司成功與否的客觀標準。 未來,從產業鏈價值分布及客戶優勢等方面看,上游擁有襯底量產技術、外延能力的企業,以及擁有功率半導體器件經驗、下游客戶
                    碳化硅產業鏈的“中堅力量”:外延生長[ 05-28 15:42 ]
                    碳化硅產業鏈主要分為襯底制備、外延生長、器件制造、模塊封測和系統應用等幾個重要的環節。碳化硅器件與傳統硅功率器件制作工藝不同,無法直接在碳化硅單晶材料上制備,需在導通型單晶襯底上額外生長高質量的外延材料,并在外延層上制造各類器件。外延生長作為承上啟下的重要環節,是產業鏈的中堅力量。 碳化硅產業鏈主要分為襯底制備、外延生長、器件制造、模塊封測和系統應用等幾個重要的環節。碳化硅器件與傳統硅功率器件制作工藝不同,無法直接在碳化硅單晶材料上制備,需在導通型單晶襯底上額外生長高質量的外延材料,并在外延層上制造各
                    碳化硅晶片去除表面損傷的4種常用方法[ 05-25 15:30 ]
                    碳化硅單晶生長之后是晶碇,而且具有表面缺陷,是沒法直接用于外延的,這就需要加工。其中,滾圓把晶碇做成標準的圓柱體,線切割會把晶碇切割成晶片,各種表征保證加工的方向,而拋光則是提高晶片的質量。 晶片的表面會有損傷,損傷源于本來晶體生長的缺陷、前面加工步驟中的破壞。對于局部損傷,世界上有四種方法:不管、更換、修補、去除;對于碳化硅表面的損傷層,不管不顧肯定不行,因為會影響器件的成品率;更換晶片,不就是砸自己的飯碗嘛;修補其實是再次生長,現在沒有低成本的方案;而去除是一條還算可行的,用一定的材料廢棄,來提高總體材料
                    碳化硅器件應用于逆變器優勢[ 05-20 16:41 ]
                    碳化硅導通損耗和開關損耗優勢明顯。就電動汽車逆變器而言,功率器件是核心能量轉換單元,其損耗包含兩部分,導通損耗Econ和開關損耗Esw。 碳化硅在電流比較小也就是輕載的工況下導通損耗優勢是比較明顯的,再結合輕載工況開關損耗占比更大(碳化硅開關損耗也低),這也印證了為什么碳化硅更適合城市工況。因此逆變器應用碳化硅MOS體現在效率Map上就是高效區面積比較大。 另外,碳化硅MOS打開時雙向導通,又規避了IGBT模塊在續流時,FRD的導通壓降比IGBT大的問題,進一步降低導通損耗。 碳化硅可降低整車能耗
                    SiC器件在各行業中的應用及優勢[ 05-16 16:55 ]
                    1、電源/大型服務器:用于電源及功率因數校正器內部,減積減重、提高效率、降低損耗。 2、光伏:用于光伏逆變器中,光伏發電產生的電流為直流電,需要通過逆變器轉換為交流電以實現并網。采用SiC功率器件可以減積減重;提高逆變轉化效率2%左右,綜合轉換效率達到98%;降低損耗,提高光伏發電站經濟效益;SiC材料特性,降低故障率。 3、風電:用于風電整流器、逆變器、變壓器,風力發電產生的交流電易受風力影響使得電壓、電流不穩定,先要經過整流為直流電后再逆變成交流電實現并網,提高效率、降低損耗,同時成本和質量分別減少
                    碳化硅寬禁帶半導體目前存在的問題[ 05-14 15:50 ]
                    ①大尺寸SiC單晶襯底制備技術仍不成熟。 目前國際上已經開發出了8英寸SiC單晶樣品,單晶襯底尺寸仍然偏小、缺陷水平仍然偏高。并且缺乏更高效的SiC單晶襯底加工技術;p型襯底技術的研發較為滯后。 ②n型SiC外延生長技術有待進一步提高。 ③SiC功率器件的市場優勢尚未完全形成,尚不能撼動目前硅功率半導體器件市場上的主體地位。 國際SiC器件領域:SiC功率器件向大容量方向發展受限制;SiC器件工藝技術水平比較低;缺乏統一的測試評價標準。 中國SiC功率器件領域存在以下3個方面差距:
                    多孔重結晶碳化硅陶瓷的制備與力學性能表征[ 05-09 16:20 ]
                    多孔重結晶碳化硅陶瓷(recrystallizedsiliconCarbides,RSiC)由于純度極高、不含晶界雜質相而具有優異的高溫力學性能、熱穩定性、耐腐蝕性能、高熱導率以及較小的熱膨脹系數,作為高溫結構材料廣泛用于航空航天等領域。而且由于燒結過程中不收縮,可以制備形狀復雜、精度較高的部件。 目前,針對RSiC的研究和應用,一方面在于提高其致密度用于極端環境服役的高溫結構材料,另一方面在于提高其氣孔率用于高溫過濾催化用的多孔結構/功能材料。 高溫過濾催化用多孔材料,如用作柴油車尾氣顆粒物過濾器(Die
                    做一片八英寸SiC晶圓生產難點在哪?[ 05-07 16:27 ]
                    目前以硅基為材料的晶圓已經開始從8英寸邁向了12英寸,硅晶圓的生產經驗是否可以助力SiC晶圓向更大面積發展,與硅晶圓相比,SiC晶圓的生產難點又在哪里?   包括SiC在內的第三代半導體產業鏈包括包括襯底→外延→設計→制造→封裝。其中,襯底是所有半導體芯片的底層材料,起到物理支撐、導熱、導電等作用;外延是在襯底材料上生長出新的半導體晶層,這些外延層是制造半導體芯片的重要原料,影響器件的基本性能;設計包括器件設計和集成電路設計,其中器件設計包括半導體器件的結構、材
                    SiC外延生長常見元素[ 04-18 16:40 ]
                    SiC外延生長:常見元素 襯底: •用于電力電子的4H多型 •當前晶圓直徑150mm和200mm •定向4°離軸 •雙面拋光 •在晶片的硅面上生長的外延 •需要對硅表面進行仔細的化學機械拋光(cmp)以減少缺陷 生長參數: •溫度~1650oC •壓力~50-100mbar •硅源 •碳源 •摻雜氣體 •C
                    SiC相對于Si器件的優勢[ 04-17 15:34 ]
                    SiC相對于Si器件的優勢: •SiC的寬帶隙允許更薄的外延層來阻擋給定的電壓 •較薄的漂移層降低了整體器件電阻 •更高的電子飽和速度允許更高頻率的運行 •SiC的高導熱性允許器件在>200C的高溫下運行
                    碳化硅陶瓷換熱器的研究背景及現狀[ 04-11 15:11 ]
                    上世紀八十年代,國外曾用碳化硅化熱元件制作陶瓷換熱器。我國成都科技大學化機教研室八十年代研制碳化硅管高溫換熱器,并于1986年用于碳酸鉀工業生產。該換熱器主要換熱元件由碳化硅陶瓷材料組成,高溫煙氣在管外,被加熱氣體在管內,兩者呈錯流。碳化硅管可承受1540℃高溫,所以高溫煙氣可直接進入換熱器中進行交換。高溫煙氣有較大的輻射熱,而碳化硅管可以充分利用高溫氣體輻射傳熱和火焰輻射傳熱。該技術在碳酸鉀生產中應用,節能和增產都獲得明顯的效果。使用碳化硅管換熱器后,空氣預熱溫度從350℃提高到500℃,加快了干燥溫度,日產量由
                    碳化硅具有優良的物理和化學性能[ 03-22 16:17 ]
                    去年發布的“‘十四五’規劃和2035年遠景目標綱要”明確提出,我國將加速推動以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體新材料新技術產業化進程,催生一批高速成長的新材料企業。 作為第三代半導體代表材料,碳化硅具有優良的物理和化學性能。 力學性能:高硬度(克氏硬度為3000kg/mm2),可以切割紅寶石;高耐磨性,僅次于金剛石。 熱學性能:熱導率超過金屬銅,是Si的3倍,是GaAs的8~10倍,散熱性能好,對于大功率器件非常重要。 化學性能:耐腐蝕性非常
                    碳化硅陶瓷材料的防彈原理是什么[ 02-10 08:48 ]
                    在大家的印象里,陶瓷是易碎品。但經過現代科技加工后,碳化硅陶瓷“搖身一變”,成為了一種堅硬、高強度的新材料,尤其是在對材料有特殊物理性能要求的防彈領域,碳化硅陶瓷更是大放異彩,成為非常熱門的防彈材料。 裝甲防護的基本原理是消耗射彈能量、使射彈減速并達到無害。絕大部分傳統的工程材料,如金屬材料通過結構發生塑性變形來吸收能量,而碳化硅陶瓷材料則是通過微破碎過程吸收能量。 碳化硅防彈陶瓷的吸能過程大致可分為3個階段。(1)初始撞擊階段:彈丸撞擊陶瓷表面,使彈頭變鈍,在陶瓷表面粉碎形成細
                    SiC反向恢復時間與Si MOSFET相比如何?[ 12-20 14:43 ]
                    SiCMOSFET與其硅對應物一樣,具有內部體二極管。體二極管提供的主要限制之一是不希望的反向恢復行為,當二極管關斷同時承載正正向電流時會發生這種情況。因此,反向恢復時間(trr)成為定義MOSFET特性的重要指標。圖2顯示了1000V基于Si的MOSFET和基于SiC的MOSFET的trr之間的比較??梢钥闯?,SiCMOSFET的體二極管非??欤簍rr和Irr的值小到可以忽略不計,能量損失Err大大降低。
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