Il carburo di silicio (SiC) è un materiale utilizzato in diverse applicazioni nell'industria dei semiconduttori.
Ciò è dovuto alle sue proprietà uniche, che comprendono un ampio band gap, un'elevata conducibilità termica, un'alta mobilità degli elettroni e un'elevata intensità del campo elettrico di breakdown.
Queste caratteristiche rendono il SiC un materiale ideale per i dispositivi a semiconduttore di potenza.
Il carburo di silicio è in grado di risolvere i limiti dei materiali tradizionali come il silicio (Si) e l'arseniuro di gallio (GaAs).
A cosa serve il carburo di silicio nei semiconduttori? 7 applicazioni chiave
1. Apparecchiature per la produzione di semiconduttori
Il SiC è utilizzato nella fabbricazione di componenti per le apparecchiature di produzione di semiconduttori.
Tra questi componenti vi sono i percettori, gli anelli di scorrimento, i perni di sollevamento, gli elettrodi, gli anelli di messa a fuoco e i rivestimenti delle camere.
Sono fondamentali in processi come l'elaborazione termica rapida (RTP), l'incisione al plasma, la deposizione chimica da vapore (CVD), l'epitassia, l'impiantazione ionica, la litografia e vari metodi di pulizia.
L'uso del SiC in queste applicazioni è dovuto alla sua resistenza alle alte temperature e agli ambienti corrosivi.
2. Dispositivi a semiconduttore di potenza
Le proprietà del SiC lo rendono un materiale eccellente per i dispositivi di potenza.
Questi dispositivi sono essenziali nelle applicazioni che richiedono alta efficienza e densità di potenza.
I dispositivi di potenza SiC, come diodi e transistor, possono funzionare a temperature, frequenze e tensioni più elevate rispetto alle loro controparti in silicio.
Questa capacità è particolarmente vantaggiosa nei veicoli elettrici, nei sistemi di energia rinnovabile e negli azionamenti dei motori industriali.
3. Ceramica conduttiva
Le ceramiche SiC possono essere rese conduttive, migliorando così la loro lavorabilità.
Ciò consente la lavorazione a scarica elettrica.
Ciò è particolarmente utile per la produzione di parti in ceramica SiC di grandi dimensioni o di forma complessa.
Quando la resistività della ceramica SiC viene ridotta a meno di 100Ω-cm, è possibile lavorarla con precisione e rapidità.
Ciò facilita la produzione di componenti complessi.
4. Ambienti corrosivi
L'eccellente stabilità chimica e fisica del SiC lo rende un materiale ideale per i componenti esposti ad ambienti corrosivi.
Tra questi, gli ugelli di desolforazione nelle centrali elettriche e i componenti delle pompe chimiche.
Queste applicazioni beneficiano della resistenza del SiC agli acidi, agli alcali e ad altri mezzi corrosivi.
Ciò garantisce un funzionamento a lungo termine e senza manutenzione.
5. Applicazioni ad alta temperatura
Il SiC è ampiamente utilizzato nelle applicazioni ad alta temperatura.
Tra queste, gli elementi di riscaldamento elettrico nei forni industriali e i mobili dei forni nelle industrie della ceramica e del vetro.
L'elevata conducibilità termica e la resistenza agli shock termici lo rendono adatto a questi ambienti difficili.
6. Difesa e militare
Nel settore della difesa, le ceramiche SiC sono utilizzate come armature antiproiettile.
Ciò è dovuto alle loro elevate proprietà di durezza e leggerezza.
Offrono una migliore protezione con un peso inferiore rispetto ad altri materiali.
Ciò migliora la mobilità e l'efficacia dei dispositivi di protezione.
7. Resistenza all'usura
Grazie alla sua elevata durezza, il SiC è utilizzato negli abrasivi e nei componenti resistenti all'usura.
Tra questi, gli anelli di tenuta e i cuscinetti.
Queste applicazioni beneficiano del basso coefficiente di attrito e dell'eccellente resistenza all'usura del SiC.
Ciò garantisce la durata e la longevità delle parti meccaniche.
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