کاربید سیلیکون (SiC) یک ماده سرامیکی است که اغلب به صورت تک کریستال برای کاربردهای نیمه هادی رشد می کند. به دلیل خواص ذاتی مواد و رشد تک کریستالی، یکی از بادوام ترین مواد نیمه هادی موجود در بازار است. این دوام بسیار فراتر از عملکرد الکتریکی آن است.

دوام فیزیکی

دوام فیزیکی SiC با بررسی کاربردهای غیرالکترونیکی آن به بهترین وجه نشان داده می شود: کاغذ سنباده، قالب های اکستروژن، صفحات جلیقه ضد گلوله، دیسک های ترمز با کارایی بالا، و شعله گیرها. SiC یک شی را خراش می دهد، برخلاف اینکه خودش خراشیده شود. هنگامی که در دیسک های ترمز با کارایی بالا استفاده می شود، مقاومت آنها در برابر سایش طولانی مدت در محیط های خشن مورد آزمایش قرار می گیرد. برای استفاده به عنوان صفحه جلیقه ضد گلوله، SiC باید دارای قدرت فیزیکی و ضربه ای بالا باشد.

دوام شیمیایی و الکتریکی

SiC به دلیل بی اثر بودن شیمیایی آن مشهور است. حتی زمانی که در معرض دماهای بالای 800 درجه سانتیگراد قرار می گیرد، حتی تحت تأثیر تهاجمی ترین مواد شیمیایی، مانند قلیایی ها و نمک های مذاب قرار نمی گیرد. SiC به دلیل مقاومت در برابر حملات شیمیایی، خورنده نیست و می تواند در محیط های خشن از جمله قرار گرفتن در معرض هوای مرطوب، آب نمک و انواع مواد شیمیایی مقاومت کند.

به عنوان یک نتیجه از باند انرژی بالای خود، SiC در برابر اختلالات الکترومغناطیسی و اثرات مخرب تشعشع بسیار مقاوم است. SiC همچنین نسبت به Si در برابر آسیب در سطوح بالاتر قدرت مقاوم‌تر است.

مقاومت در برابر شوک حرارتی

مقاومت SiC در برابر شوک حرارتی یکی دیگر از ویژگی های مهم است. هنگامی که یک جسم در معرض یک گرادیان درجه حرارت شدید قرار می گیرد، شوک حرارتی رخ می دهد (یعنی زمانی که بخش های مختلف یک جسم در دماهای بسیار متفاوتی قرار دارند). در نتیجه این گرادیان دما، سرعت انبساط یا انقباض بین بخش‌های مختلف متفاوت خواهد بود. شوک حرارتی می تواند باعث شکستگی در مواد شکننده شود، اما SiC در برابر این اثرات بسیار مقاوم است. مقاومت شوک حرارتی SiC نتیجه رسانایی حرارتی بالای آن (350 W/m/K برای یک کریستال) و انبساط حرارتی کم در مقایسه با اکثریت قریب به اتفاق مواد نیمه هادی است.

الکترونیک SiC (به عنوان مثال، ماسفت ها و دیودهای شاتکی) به دلیل دوام در برنامه های کاربردی با محیط های تهاجمی مانند HEV ها و EV ها استفاده می شود. این یک ماده عالی برای استفاده در کاربردهای نیمه هادی است که به دلیل انعطاف پذیری فیزیکی، شیمیایی و الکتریکی نیاز به چقرمگی و قابلیت اطمینان دارد.