Piikarbidi (SiC) on keraaminen materiaali, jota kasvatetaan usein yksikiteenä puolijohdesovelluksiin. Luontaisten materiaaliominaisuuksiensa ja yksikiteisen kasvunsa ansiosta se on yksi markkinoiden kestävimmistä puolijohdemateriaaleista. Tämä kestävyys ulottuu paljon pidemmälle kuin sen sähköinen toimivuus.

Fyysinen kestävyys

SiC:n fyysistä kestävyyttä havainnollistaa parhaiten tarkastelemalla sen ei-elektronisia sovelluksia: hiekkapaperi, suulakepuristusmuotit, luodinkestävät liivilevyt, tehokkaat jarrulevyt ja liekinsytyttimet. SiC naarmuuntuu esinettä sen sijaan, että se naarmuuntuu itse. Kun niitä käytetään korkean suorituskyvyn jarrulevyissä, niiden kestävyys pitkäaikaista kulumista vastaan ​​vaikeissa olosuhteissa testataan. Luodinkestävänä liivilevynä käytettäväksi SiC:llä on oltava sekä korkea fyysinen että iskunkestävyys.

Kemiallinen ja sähköinen kestävyys

Piikarbidi on tunnettu kemiallisesta inertisyydestään; Edes aggressiivisimmat kemikaalit, kuten alkalit ja sulat suolat, eivät vaikuta siihen jopa 800 °C:n lämpötiloissa. Kemiallisen hyökkäyksen kestävyyden ansiosta piikarbidi ei ole syövyttävä ja kestää ankaria ympäristöjä, mukaan lukien altistuminen kostealle ilmalle, suolavedelle ja erilaisille kemikaaleille.

Korkean energian kaistavälinsä ansiosta SiC kestää erittäin hyvin sähkömagneettisia häiriöitä ja säteilyn tuhoisia vaikutuksia. SiC on myös kestävämpi vaurioille korkeammilla tehotasoilla kuin Si.

Lämpöshokin kestävyys

SiC:n kestävyys lämpöshokkia vastaan ​​on toinen tärkeä ominaisuus. Kun esine altistetaan äärimmäiselle lämpötilagradientille, tapahtuu lämpöshokki (eli kun kohteen eri osat ovat merkittävästi eri lämpötiloissa). Tämän lämpötilagradientin seurauksena laajenemis- tai supistumisnopeus vaihtelee eri osien välillä. Lämpöshokki voi aiheuttaa murtumia hauraissa materiaaleissa, mutta piikarbidi kestää hyvin näitä vaikutuksia. SiC:n lämpöiskunkestävyys johtuu sen korkeasta lämmönjohtavuudesta (350 W/m/K yksikiteelle) ja alhaisesta lämpölaajenemisesta verrattuna valtaosaan puolijohdemateriaaleja.

SiC-elektroniikkaa (esim. MOSFETit ja Schottky-diodit) käytetään sovelluksissa aggressiivisissa ympäristöissä, kuten HEV:issä ja sähköautoissa, niiden kestävyyden vuoksi. Se on erinomainen materiaali käytettäväksi puolijohdesovelluksissa, jotka vaativat sitkeyttä ja luotettavuutta sen fysikaalisen, kemiallisen ja sähköisen kimmoisuuden vuoksi.