Silicon carbide (sic), sebagai bahan keramik canggih berkinerja tinggi, banyak digunakan di banyak bidang industri karena sifat fisik dan kimianya yang sangat baik (seperti kekerasan tinggi, resistensi suhu tinggi, ketahanan korosi, konduktivitas termal tinggi, dan koefisien ekspansi termal yang rendah). Berikut ini adalah lima aplikasi inti pelat silikon karbida dan analisis terperinci:
Manufaktur semikonduktor dan industri elektronik
Pelat silikon karbida terutama digunakan di bidang semikonduktor untuk komponen utama peralatan manufaktur wafer, seperti pemanas dan chuck elektrostatik (ESC) dari etcher.
Resistensi suhu tinggi dan resistensi korosi plasma: SIC dapat menahan suhu hingga 1.600 derajat dan gas yang sangat korosif (seperti plasma fluor) dalam proses semikonduktor, dan rentang hidupnya jauh melebihi kuarsa tradisional atau aluminium.
Kemurnian tinggi dan polusi rendah: Inertness kimia memastikan bahwa tidak ada polusi logam selama proses produksi wafer, yang cocok untuk pembuatan semikonduktor generasi ketiga (seperti GAN dan chip SIC).
Keuntungan manajemen termal: Konduktivitas termal tinggi (120-270 w/m · k) dapat menghilangkan panas secara merata dan meningkatkan hasil chip.
Tungku industri suhu tinggi dan perlakuan panas
Pelat silikon karbida adalah bahan yang ideal untuk tungku, rel, dan pelat tahan api, dan umumnya digunakan dalam sintering keramik, perlakuan panas baja, dan produksi sel surya.
Stabilitas jangka panjang: Tidak mudah untuk cacat dalam mengoksidasi atau mengurangi atmosfer pada tingkat 1400-1600, dan kehidupan layanan dapat mencapai lebih dari 5 kali lipat dari bahan refraktori tradisional.
Efek penghematan energi: Konduktivitas termal tinggi mempercepat perpindahan panas dan mengurangi konsumsi energi; Koefisien Ekspansi Termal Rendah (4. 0 × 10⁻⁶/ derajat) menghindari keretakan goncangan termal.
Skenario aplikasi: Misalnya, tungku ingot silikon polikristalin dalam industri fotovoltaik membutuhkan pelat SIC untuk menahan korosi silikon cair dan mempertahankan akurasi dimensi.
Peralatan kimia dan anti korosi
Di industri kimia,Piring silikon karbidadigunakan untuk lapisan reaktor, pipa, dan segel untuk mengatasi asam kuat (asam sulfat, asam hidrofluorat), alkali yang kuat, dan lingkungan suhu tinggi dan tekanan tinggi.
Kimia Inertness: sic hampir tidak reaktif dalam kisaran pH 0-14, yang lebih baik daripada stainless steel dan Hastelloy.
Kekuatan Mekanik: Kekuatan lentur mencapai 400-600 MPa, yang dapat menahan dampak mekanis dari reaktor.
Bagian aerospace dan suhu tinggi
Pelat silikon karbida digunakan dalam nozel roket, perisai panas, dan bilah turbin gas di ruang angkasa.
Kinerja suhu ultra-tinggi: Masih mempertahankan kekuatan pada 2000 derajat, dan titik leleh setinggi 2700 derajat, yang cocok untuk ujung depan pesawat supersonik.
Ringan: Kepadatan (3,1 g/cm³) lebih rendah dari paduan tungsten, yang mengurangi beban.
Teknologi Energi dan Perlindungan Lingkungan Baru
Di bidang energi baru, pelat silikon karbida digunakan dalam fotovoltaik, energi nuklir, dan pengolahan gas limbah:
Industri fotovoltaik: Sebagai lapisan wadah untuk tungku pertumbuhan polisilikon untuk mengurangi adhesi material silikon, filter keramik SiC digunakan untuk penghilangan debu gas buang suhu tinggi (seperti tanaman insinerasi limbah).
Reaktor nuklir: Pelat penyerapan neutron SIC dapat mengontrol laju fisi nuklir, dan resistensi radiasi lebih baik daripada grafit.
Energi hidrogen: Dalam membran pertukaran proton (PEM) untuk produksi hidrogen dengan elektrolisis air, pelat SiC tahan asam dan memiliki konduktivitas yang sangat baik.
Dengan kemajuan teknologi persiapan SIC (seperti sintering reaktif dan CVD), biayanya secara bertahap berkurang, dan area aplikasinya akan diperluas lebih lanjut ke bidang mutakhir seperti komputasi kuantum dan biomedis. Pelat silikon karbida akan terus mempromosikan inovasi dalam manufaktur kelas atas dengan kinerja "batas material" mereka.