giriiş

Silisyum karbür seramikler etkileyici sertlikleri ve sahip oldukları diğer olağanüstü özellikler nedeniyle son zamanlarda otomotiv endüstrisinde dev adımlar attılar. Otomobil teknolojisi ve yenilenebilir enerjideki yeni gelişmeler, bu gelişmiş seramiklerin küresel olarak otomobil üretim endüstrilerinde kullanılmasını mümkün kıldı. Bugünkü makale size silisyum karbür seramiklerinin otomotiv endüstrisinde ve diğer birçok endüstrideki faydalarını, benzersiz özelliklerini ve uygulamalarını gösterecek. Ayrıca SiC yarı iletkenlerinin Elektrikli Araçlar'daki (EV'ler) rolünü de tartışacağız. Son olarak, silisyum karbür seramiklerinin mevcut pazar eğilimlerini göreceksiniz.

Silisyum Karbür Seramiklerin Özellikleri

Silisyum karbür seramikleri, silisyum ve karbürden yapılmış gelişmiş seramik malzemelerdir. Bunu yapay olarak Karborundum olarak veya doğal olarak Moissanite olarak elde edebilirsiniz. Silisyum karbür seramiklerinden bahsederken, akla gelen ilk şey malzemenin olağanüstü sertliği ve aşırı ısı, oksidasyon (paslanma) ve sıcaklık gibi zorlu koşullara dayanma yeteneğidir. İlginçtir ki, SiC gofretler ve SiC seramik ısı emiciler gibi SiC malzemeleri, diğer malzemelere kıyasla ısıyı ve elektriği mükemmel bir şekilde iletmelerine yardımcı olan geniş bir bant aralığına sahiptir.

Hiç şaşırtıcı değil, otomotiv endüstrisi otomobil, elektrikli araçlar, otomobil motorları, otomobil yedek parçaları ve diğer birçok ilgili ekipmanın üretiminde SiC seramiklerini hızla benimsiyor. Bunun nedeni basit: silisyum karbür seramik malzemeler, ortalama gelişmiş seramik malzemelere göre çok daha geniş bir uygulama yelpazesinde çok daha iyi bir kenar ve verimli sonuçlar verme eğilimindedir.

Silisyum karbürün günümüzde pek çok endüstride kullanışlı olmasını sağlayan bazı özellikleri şunlardır:

• Elektriği ve aşırı ısıyı mükemmel iletirler.

• Düşük yoğunluk

• 2.730°C'lik yüksek erime noktası

• Yüksek basınç dayanımı ve sertliği ile Elmas'tan sonra ikinci sıradadır.

• Düşük termal genleşme.

• Ayrıca çizilmeye karşı dayanıklı, sağlam yüzeylere sahiptir.

• Geniş bant aralığına sahip olmaları onları yüksek güçlü elektronik cihazlar ve elektrikli araçlar için uygun bir yarı iletken haline getirir.

• Young modülü 400 GPa'nın üzerinde.

• Korozyona ve asit gibi kimyasal maddelere karşı yüksek direnç.

• 1.300°C'ye varan yüksek sıcaklıklara dayanabilme özelliği.

Silisyum Karbür Seramiklerin Çeşitli Endüstrilere Faydaları

Silisyum karbür seramikleri otomotiv endüstrisi, kimya endüstrisi, mühendislik firmaları, metalurji endüstrisi, plastik endüstrisi vb. gibi birçok endüstriye birçok faydalı fayda sağlamaktadır.

Şimdi, silisyum karbür seramiklerinin uygulanmasından elde edebileceğiniz faydalardan bazılarını şöyle sıralayabiliriz:

• Otomobillerinizde ve ağır sanayi makinelerinizde ısıyı dağıtmanın hızlı ve etkili bir yolunu sunar. Yani, üretimlerinde silikon karbür seramik malzeme kullanılırsa arabalarınız aşırı ısınmaz.

• Otomobilleriniz ve hatta ağır sanayi makineleriniz, motorlarınız ve yedek parçalarınız SiC'nin basınç sertliğinden ve sağlam yapısından yararlanarak daha uzun ömürlü olmalarını sağlar.

• SiC malzemeler elektriği son derece iyi iletirler; bu nedenle elektrikli araçlar için oldukça uygundurlar.

• Otomotiv seramiklerinin düşük sürtünme katsayısı, onu mekanik zorlanmalardan, aşınma ve yıpranmalardan korur.

• Düşük termal genleşme katsayısı sayesinde araçlarınız ve ekipmanlarınız termal şoklara karşı mükemmel tepki verebilir.

• Yüksek termal kararlılığı ve iletkenliği sayesinde bu SiC malzemeleri herhangi bir termal hasara uğramadan yüksek veya dengesiz sıcaklıkların olduğu elverişsiz koşullarda ve ortamlarda kullanabilirsiniz.

• Silisyum karbür seramiklerini seramik sektöründe dayanıklı oje ve plastik malzemelerin üretiminde kullanabilirsiniz.

• Yüksek güçlü elektronikler, elektrikli araçlar ve otomobiller üretmek için silisyum karbür gofretler ve ısı emiciler kullandığınızda maliyet ve zamandan tasarruf edebilirsiniz.

• Silisyum karbür levhalar ve talaşlar otomobilinizin güç dönüşüm oranını artırabilir.

• Otomobilleriniz ve elektrikli araçlarınız, yerleşik şarj cihazları ve DC/DC dönüştürücülerde SiC malzemesinin kullanımıyla enerjiyi daha verimli yönetecek.

• Sistemi kontrol altında tutan Silisyum karbür yongaları sayesinde cep telefonlarınız, elektrikli araçlarınız ve modern bilgisayarlarınız daha hızlı ve daha üretken hale geliyor.

• Otomotiv seramiklerinin hızlı ısı dağılımı nedeniyle fren arızalarında azalma.

• SiC malzemelerini kullandığınızda ısı kaybının azalması ve termal kararlılığın artması nedeniyle yakıt tüketiminiz daha az olur.

• Silisyum karbür gofretler üreticilerin boyutlarını küçültmelerine ve hafif makine veya cihaz bileşenleri üretmelerine yardımcı olur.

Seramiklerin Otomotiv Endüstrisindeki Uygulamaları

Son yıllarda otomotiv endüstrisinde silikon karbür seramiklerinin uygulanması önemli ölçüde artmıştır. Sağlam, güvenilir otomobiller üretmeyi amaçlayan mühendislik firmaları esas olarak bu malzemelerin dayanıklılığına ve sertliğine güvenmektedir. Piston üstü, araba egzozları, araba kapıları, motorlar, yedek parçalar, yarı iletken yongalar, silindir ve fırın astarları ve emme manifoldu silikon karbür seramiklerini kullanan ekipmanlardan bazılarıdır. Bazı uygulamalar şunlardır:

Motorlar ve motor kaplamaları

Motorlar, tüm sistemi etkilemeden ısıyı düzgün bir şekilde iletebildiklerinde en iyi şekilde çalışırlar. Bu, silisyum karbür gibi gelişmiş seramik malzemelerin benzersiz bir özelliğidir. Yapılarını korurken mükemmel termal iletkenliğe ve kararlılığa sahiptirler. Bu nedenle bunları ya ağır hizmet tipi motorları ve otomobil egzozlarını kaplamak için kullanabilir ya da bu motorların üretiminde kullanabilirsiniz.

Pistonlar

Pistonlar gibi otomotiv seramiklerini SiC ile kapladığınızda, ısı yansımasının iyileştirilmesini sağlar. Nasıl mı? Yakıtın yanma sıklığını artırır ve karbon birikimini azaltır.

Silindir Kapakları

Egzoz portlarından ve silindir kapaklarından çıkan yüksek yoğunluklu odalar, ısının daha hızlı bir oranda dolaşmasına yardımcı olan seramik kaplamalar sayesinde iyi yanar.

Piston Etekleri

Aşındırıcılık ve çizilme direnci, silisyum karbür seramik malzemelerin temel bir özelliğidir. Bu nedenle, motor blokları ve piston etekleri, silisyum karbür malzemeyle kaplandığında kuru bir kayan yüzey ve koruma elde eder.

Emme Manifoldları

Otomotiv sektöründe emme manifoldlarında silikon karbür seramik kaplama malzemesi kullanıldığında, hava ve yakıtın daha soğuk karışımı nedeniyle genellikle daha az ısı geçişi olur.

Elektrikli Araçlarda (EV) Silisyum Karbür Yarı İletkenlerin Rolü

Silisyum karbür piller ve silisyum karbür gofretler (yarı iletkenler) sayesinde elektrikli araçlar artık otomobil teknolojisindeki en yeni sansasyonlardan biri haline geldi. Küçük, kompakt ve hafif görünüyorlar ancak ortalama bir otomobille karşılaştırıldığında etkileyici anahtarlama hızları ve azaltılmış güç kaybıyla daha yüksek verimliliğe sahipler. Silisyum karbür yarı iletkenlerin termal kararlılık, hızlı ve etkili ısı dağılımı, kararlı elektriksel ve termal iletkenlik gibi benzersiz özellikleri, üreticilerin bunları daha küçük, daha az karmaşık ancak ucuz elektrikli araçlar tasarlamak için gerçek anlaşma olarak görmelerini sağlıyor. Elektrikli araçlar düzgün çalışmaları için şarj devreleri, silisyum karbür gofretler (çip olarak), piller veya invertörler kullanır

Tesla'nın 2017 yılında Model 3 için yeni bir çığır açtığı ve silisyum karbür aktarma organı invertörü üreten ilk elektrikli araç üreticisi olduğu belirtiliyor.

Bu invertörler veya siz onlara SiC piller diyebilirsiniz, elektrikli araçlara sahip oldukları elektrik enerjisini hızla EV'leri hareket ettiren güce dönüştürerek güç verirler. Yani, şarj edilmesi gereken silikon karbür pil olmadan EV'lerin tekerlekleri bir santim bile hareket etmez. Bunun nedeni ayrıca bu SiC yarı iletkenlerinin elektrik motoru, pil takımı ve diğer bileşenler arasındaki elektrik enerjisi akışını kontrol eden bir beyin kutusu gibi davranmasıdır.

Ortalama bir otomobiliniz yaklaşık 500-600 yarı iletken yongalar, Bu da daha fazla ısı üretilmesine yol açar. Bu nedenle, bu ısıyı daha hızlı ve etkili bir şekilde aktarabilen yongalara olan ihtiyaç artmaktadır. Silisyum karbür yarı iletken yongalar artık bunun için çok kullanışlı bir çözümdür çünkü üretilen ısıyı etkili bir şekilde yönetebilir ve sistemi etkilemeden hızla dağıtabilirler. Bugün gördüğünüz yeni ve geliştirilmiş elektrikli araçlarda yaklaşık 2.000 silisyum karbür yarı iletken yongası vardır. EV'lerin yoğunluk, güç ve enerji dönüşüm oranında açıkça bir iyileşme olduğu gibi, termal iletkenliği ve kararlılığı da artırılmıştır.

Silisyum Karbür Seramiklerin Güncel Pazar Trendleri

Silisyum karbür seramik pazarı şu anda $1,27 milyar olarak değerlendiriliyor. Oldukça etkileyici bir rakam, değil mi? Ekonomistler, talepte ve pazar rekabetinde belirgin bir artış olduğu için Bileşik Yıllık Büyüme Oranını 5,25% olarak belirlediler. Ayrıca, 2030 yılına kadar en az $2 milyarlık bir tahmin, pazarın son yıllarda oldukça iyi gittiğinin bir başka kanıtıdır. Fuji Electric Company, Ltd. ve ROHM Companies gibi Asyalı şirketler, bu SiC pazarında kilit oyuncular olarak ortaya çıktı.

Burada GGSCeramikler, Size mevcut en iyi silikon karbür seramik materyallerinden bazılarını getiriyoruz. Emrimizde bulunan bu benzersiz ürünleri satın almak, hayallerinizdeki seramik dünyasını inşa etmenizi sağlayacaktır.

Sıkça Sorulan Sorular

Silisyum karbür suda çözünür mü?

Hayır, suda çözünmez ancak erimiş demir ve Potasyum Hidroksit (KOH) içinde çözünür

Silisyum karbür pil ile lityum iyon pil arasında hangisi daha iyidir?

SiC piller, ortalama lityum-iyon pil tipine kıyasla daha iyi olma eğilimindedir, çünkü (silisyum karbür pil) daha hızlı şarj olur, daha uzun bir kullanım ömrüne sahiptir ve daha yüksek bir enerji yoğunluğuna sahiptir, bu da onları muadillerinden (lityum-iyon) daha güçlü kılar.

Galyum Nitrür'ü (GaN) Silisyum Karbür'den (SiC) ayıran nedir?

Bu iki yarı iletken malzemenin özellikleri benzer olmasına rağmen, silisyum karbürün 3,4 eV'luk daha geniş bir bant aralığı varken, Galyum Nitrür'ün bant aralığı 3,4 eV'dur.

Çözüm

Silisyum karbür seramikleri şu anda dünya ekonomileri ve küresel olarak birçok endüstri üzerinde büyük bir etkiye sahip. Otomotiv endüstrisinin yüzünü tamamen değiştirdi, düşük maliyetli ancak yüksek verimli elektrikli araçlar ve otomobillerin üretiminde otomotiv seramiklerinin kullanımından yüksek performanslı silisyum karbür gofretler, silisyum karbür yarı iletkenler ve piller, yerleşik şarj cihazları ve geliştirilmiş piston kaplamalarının üretimine kadar. Silisyum karbür seramikleri gerçekten de oyunun kurallarını değiştiriyor!