سیلیسیم کاربید ؛ خواص وکاربردها

سیلیسیم کاربید به دو فرم وجود دارد. یکی با بایندر فعال (reaction bond) ودیگری زنیته شده. هر دو نوع این ماده بسیار سخت هستند و رسانایی گرمایی بالایی دارند. این مسئله باعث شده است تا از آن درجاهای با شرایط سخت استفاده شود. (شکل 1)

سیلیسیم کاربید برای کاربردهای ساینده
 

نوع سیاه این ماده ترد است و دانه هایی با لبه های تیز دارد. چرخ های ساینده وکاغذ سنباده های ساخته شده از سیلیسیم کاربید مشکی برای سایش مواد فلزی وغیر فلزی با استحکام کششی پایین مانند چدن خاکستری ، آلومینیوم ، موادسنگی، چرم ولاستیک مناسب است.
سیلیسیم کاربید سبز رنگ برای ساخت ابزار آلات سایشی مورد استفاده برای آلیاژهای تیتانیم، کاربید سمنتدها وفولاد تندبرمناسب است. همچنین از آن می توان برای پولیش کردن مواد غیر فلزی مانند شیشه و سرامیک استفاده کرد.

کاربردهای سیلیسیم کاربید در صنعت دیرگداز
 

سیلیسیم کاربید با بایندر فعال (Reaction bonded silicon Carbide) که به اختصار آن را RBSC می نامند، دارای خواص خوبی در دماهای بالااست. ومی توان از آن در کاربردهای دیگر استفاده کرد . مواد سیلیسیم کاربیدی دارای مقاومت به ایروژن وسایش خوبی هستند از این رو از آن درکاربردهای متنوعی مانند فازل های اسپرسی کننده(Spray nazzles) ، نازل های شات بلست ( Shat blast nazzles ) واجزای سیلیکون (Cyclone Component) استفاده نمود.

نازل های مشعل ساخته شده از سیلیسیم کاربید
 

سری مشعل ساخته شد از کربوفراکس زنیته شده یک نوع مشعل مناسب برای کوره های با بستر متحرک (roller bed kiln)، کوره های تونلی وکوره های شاتلی و.... است. ویژگی های مهم این نوع مشعل عبارتند از : شدت بالا ، عدم به وجود آمدن دوده، طول عمر بالا وعدم ترک برداشتن . (شکل2)

این نوع مشعل ها برای کوره های صنعتی که با گاز طبیعی ، گاز مایع ، گاز زغال سنگ و گازوئیل کارمی کنند مناسب هستند و از این رو در صنایعی مانند سرامیک ، شیمیایی ، شیشه ، متالوژی و... کاربرد دارد.

نازل های اسپری کننده ی سیلیسیم کاربیدی
 

نازل های اسپری کننده ی تولید شده از Sic دارای دو گروه عمده هستند. که این گروه های شامل بیش از ده نوع محصول متنوع اند. این نازل ها د رادوات سولفات زدائی که در کارخانجات تولید برق و بویلرهای بزرگ استفاده می شوند. کاربرد دارند. ویژگی های مهم این نوع نازل ها عمر مفید بالای آنهاست. وبا جایگزینی آنها درجاهای مهم تکنولوژی های داخلی مشکلات موجود مرتفع گشته است. (شکل 3)

کاربرد سیلیسیم کاربید در الکترونیک قدرت
 

خواص فیزیکی والکتریکی سیلیسیم کاربید باعث شده است تا این ماده بهترین ماده ی رسانا برای دمای بالا ووسایل الکترونیکی ولتاژ قوی وفرکانس بالا باشند. خواص سیلیسیم کاربید باعث شده تا این ماده بهترین ماده ی نیمه رسانای مورد استفاده در وسایل الکترونیکی باشد که با ولتاژهای بالا کار می کند و این ماده رسانایی گرمایی بالایی دارد. ومی تواند دربرابر میدان های بزرگ ایستادگی کرده وهمچنین دارای نشت جریان بسیار پایینی در دماهای بالاست.
به هر حال درگذشته تولید سیلیسیم کاربید با مشکلات اقتصادی روبرو بوده وتهیه ی سیلیسیم کاربید با کیفیت بالا مقدور نبود. اما امروزه با تلاش تولید کنندگان وسایل پیچیده ای از این نوع نیمه رسانا تهیه شده است.
اندازه ی ویفرهای تهیه شده از این مواد یکی از فاکتورهای محدود کننده ی اقتصادی درتولید وسایل الکترونیکی سیلیسیم کاربیدی است. در ابتدا ویفرهای تهیه شده دارای اندازه ی 2 اینچ بودند که اخیراً ویفرهای 3 اینچی نیز ساخته شده است. اندازه ی بزرگتر ویفرهای سیلیسیم کاربیدی باعث افزایش توان عملیاتی یک نیمه رسانا می شود. واین مسئله تولید کنندگان را قادر می سازد تا هزینه ی ثابت خود را بر روی حجم بیشتری از محصولات پایانی پخش کنند. برای مثال یک ویفر 4 اینچی دارای مساحت سطی است که 78% نسبت به یک ویفر سیلیسیم کاربیدی 3 اینچی بیشتر است .که این مسئله باعث اقتصادی شدن فرآیند تولید می شود.
منبع انگلیسی مقاله : WWW.AZOM.COM