Что такое SiC карбид кремния

20.04.2016

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
При химическом взаимодействии кремния и углерода получается вещество с высокой степенью электрической и механической прочности и достаточным уровнем теплопроводности – SiC карбид кремния. Кристаллы беспримесного соединения бесцветные. В природе соединение встречается редко и в небольших количествах. При добавлении определенного количества железа меняется цвет и физико-химические характеристики. При промышленном производстве используются электропечи, где углеродом восстанавливается двуокись кремния.


ВИДЫ

Производственная технология нашего предприятия позволяет получать два вида продукта:

1.Реакционно-спеченный.
Удается получить посредством особенных действий, именуемых упрочнением и уплотнением: специальная заготовка из смешанных веществ карбида кремния и углерода под действием высоких температурных показателей заполняется жидким реагентом. При этом образовывается вторичный карбид кремния, связывающий первоначальные элементы в вещество высокой плотности.


Наше предприятие первым разработало материал с повышенной прочностью. Сегодня он известен в России под маркой ReCar – это продукция с высокой износостойкостью, которая достигается за счет применения микронных порошков и добавления нанофракций.
2.Горячепрессованный-спеченный.
Достигается путем предшествующего измельчения графита с кремниевой смесью. Прессовки спекаются в аргоне на протяжение 15 минут. Такой способ позволяет получить материалы, у которых поры составляют 0,2 мкм. Один из его подвидов – сплошной карбид кремния. Он проходит спекание без давления. Применяется с кислотно-щелочными средами высокой концентрации.



ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА:
- Тугоплавкое вещество;
- Полупроводник;
- Представляет собой единственное бинарное соединение из 4 группы химических элементов;
- Принадлежит к ковалентным кристаллам (по виду химической связи);
- Высокая стойкость к радиационному и химическому воздействию;
- Механическая прочность;
- Разлагается в инертной атмосфере только в условиях высоких температур.

ПРИМЕНЕНИЕ
В электронной промышленности такое вещество активно употребляется в качестве великолепного полупроводника с большой величиной запрещенной зоны. Добавляя различные примеси, можно получить полупроводник любого типа проводимости. Среди достижений последнего времени следует отметить внедрение в транзисторы MOSFET – это открыло хорошие перспективы для развития электроники в мире.

Применяется карбид кремния в военных целях. Пластины из такого материала устанавливаются на бронированные жилеты.

В металлургии SiC применяется при изготовлении погружного насосного оборудования, направляющих в обжиговых печах. Из него производят насадки, форсунки, распылители, сопла, которые работают в высоких температурных режимах. На некоторых промышленных предприятиях, в том числе и в Обществе с ограниченной ответственностью «Гжельский завод Электроизолятор», карбид кремния используется в качестве основы для изготовления запасных частей для насосов, термических печей, подшипников и уплотнителей. Silicon carbide (SiC) служит исходным материалом при создании ювелирных украшений.



ПРЕИМУЩЕСТВА МАТЕРИАЛА

К преимуществам изделий из карбида кремния следует отнести:

- большой уровень твердости, который достигает величины 92 единиц по Роквеллу;
- прочностной предел на изгиб до 350 и на сжатие 2300 МегаПаскалей;
- не подверженность короблению, разбуханию и сохранение стабильности геометрических параметров под воздействием высоких температур и агрессивных сред;
- повышенная термическая и коррозийная стойкость;
- длительный эксплуатационный срок.

ИННОВАЦИИ
Особенности SiC создают высокий потенциал для новых сфер применения этого материала. Многие предприятия сегодня продолжают совершенствовать технологии и расширять рынки сбыта. Общество с ограниченной ответственностью «Гжельский завод Электроизолятор» – один из лидеров отрасли в современной России, который инвестирует средства в развитие научных разработок, например, в применение керамики в полупроводниках. Предприятие следит за новыми тенденциями в мировой промышленности, внедряет инновационные технологии. Совершенствование производственных процессов позволило компании повысить качественные характеристики глиссажных, огнеупорных, рельсовых направляющих, запасных частей к насосам и печам термической обработки. В последнее время удалось повысить экологическую безопасность продукции.

ПЕРСПЕКТИВЫ РЫНКА SIC
По итогам тяжелого для многих 2008 года объем продаж карбидокремниевых изделий составил более 2 млрд. долларов. По итогам 2015 года рост составил 38%. Это хороший показатель для нашей отрасли.

Прогнозы экспертов свидетельствуют о том, что во всем мире будет отмечено увеличение производства абразивов. Исходя из спроса на карбид кремния, самой перспективной сферой является изготовление керамики, которая также применяется в полупроводниковой индустрии.
На сегодня техническое совершенствование отрасли нацелено на уменьшение издержек производства карбида кремния, на производство икронизированных SiC для изготовления керамики, минеральных волокон, огнеупоров и ферросплавов. Помимо этого, особенное внимание уделяется развитию внедрения SiC в другие сферы.