كربيد السيليكون (SiC) هو مادة خزفية تزرع بشكل متكرر على شكل بلورة مفردة لتطبيقات أشباه الموصلات. نظرًا لخصائص المواد المتأصلة فيه ونموه أحادي البلورة ، فهو أحد أكثر مواد أشباه الموصلات متانة في السوق. تمتد هذه المتانة إلى ما هو أبعد من وظائفها الكهربائية.
المتانة الجسدية
يمكن توضيح المتانة المادية لـ SiC بشكل أفضل من خلال فحص تطبيقاتها غير الإلكترونية: ورق الصنفرة ، وقوالب البثق ، وألواح السترات الواقية من الرصاص ، وأقراص المكابح عالية الأداء ، وأجهزة إشعال اللهب. سيخدش SiC كائنًا بدلاً من خدشه نفسه. عند استخدامها في أقراص المكابح عالية الأداء ، يتم اختبار مقاومتها للتآكل طويل الأمد في البيئات القاسية. لاستخدامها كلوحة سترة واقية من الرصاص ، يجب أن تمتلك SiC قوة بدنية عالية وقوة تأثير.
المتانة الكيميائية والكهربائية
تشتهر SiC بخمولها الكيميائي ؛ لا تتأثر حتى بأكثر المواد الكيميائية عدوانية ، مثل القلويات والأملاح المنصهرة ، حتى عند تعرضها لدرجات حرارة تصل إلى 800 درجة مئوية. نظرًا لمقاومته للهجوم الكيميائي ، فإن SiC غير قابل للتآكل ويمكن أن يتحمل البيئات القاسية بما في ذلك التعرض للهواء الرطب والمياه المالحة ومجموعة متنوعة من المواد الكيميائية.
نتيجة لفجوة الطاقة العالية ، فإن SiC مقاوم للغاية للاضطرابات الكهرومغناطيسية والآثار المدمرة للإشعاع. SiC أيضًا أكثر مقاومة للتلف عند مستويات طاقة أعلى من Si.
مقاومة الصدمة الحرارية
تعتبر مقاومة SiC للصدمات الحرارية خاصية مهمة أخرى. عندما يتعرض جسم لتدرج شديد في درجة الحرارة ، تحدث صدمة حرارية (أي عندما تكون أقسام مختلفة من جسم ما في درجات حرارة مختلفة بشكل كبير). نتيجة لهذا التدرج في درجة الحرارة ، سيختلف معدل التمدد أو الانكماش بين الأقسام المختلفة. يمكن أن تتسبب الصدمة الحرارية في حدوث كسور في المواد الهشة ، لكن كربيد السيليكون شديد المقاومة لهذه التأثيرات. إن مقاومة الصدمات الحرارية لـ SiC هي نتيجة التوصيل الحراري العالي (350 واط / م / كلفن لبلورة واحدة) والتمدد الحراري المنخفض مقارنة بالغالبية العظمى من مواد أشباه الموصلات.
تستخدم إلكترونيات SiC (على سبيل المثال ، MOSFETs و Schottky diodes) في التطبيقات ذات البيئات العدوانية ، مثل HEVs و EVs ، بسبب متانتها. إنها مادة ممتازة للاستخدام في تطبيقات أشباه الموصلات التي تتطلب متانة وموثوقية بسبب مرونتها الفيزيائية والكيميائية والكهربائية.
