Кремний карбиді (SiC) – жартылай өткізгішті қолдану үшін бір кристал ретінде жиі өсірілетін керамикалық материал. Материалдық қасиеттері мен монокристалды өсуіне байланысты ол нарықтағы ең берік жартылай өткізгіш материалдардың бірі болып табылады. Бұл беріктік оның электрлік функционалдық мүмкіндіктерінен әлдеқайда асып түседі.
Физикалық төзімділік
SiC физикалық беріктігі оның электронды емес қолданбаларын зерттеу арқылы жақсы суреттеледі: тегістеу қағазы, экструзия қалыптары, оқ өткізбейтін кеудеше тақталары, жоғары өнімді тежегіш дискілер және жалын тұтандырғыштар. SiC өзі сызылғанға қарағанда нысанды сызып тастайды. Жоғары өнімді тежегіш дискілерде пайдаланылған кезде олардың қатал ортада ұзақ мерзімді тозуға төзімділігі сыналады. Оқ өткізбейтін кеудеше ретінде пайдалану үшін SiC жоғары физикалық және соққы беріктігіне ие болуы керек.
Химиялық және электрлік төзімділік
SiC өзінің химиялық инерттілігімен танымал; ол тіпті 800 °C жоғары температураға ұшыраған кезде де сілтілер мен балқытылған тұздар сияқты ең агрессивті химиялық заттардың әсеріне ұшырамайды. Химиялық шабуылға төзімділігіне байланысты SiC коррозияға ұшырамайды және ылғалды ауаның, тұзды судың және әртүрлі химиялық заттардың әсерін қоса алғанда, қатал ортаға төтеп бере алады.
Жоғары энергия диапазонының нәтижесінде SiC электромагниттік бұзылуларға және сәулеленудің деструктивті әсеріне өте төзімді. SiC сонымен қатар Si қарағанда жоғары қуат деңгейінде зақымдануға төзімді.
Термиялық соққыға төзімділік
SiC-тің термиялық соққыға төзімділігі тағы бір маңызды сипаттама болып табылады. Нысанға экстремалды температура градиентіне әсер еткенде, термиялық соққы пайда болады (яғни, нысанның әртүрлі бөліктері айтарлықтай әртүрлі температурада болғанда). Бұл температура градиентінің нәтижесінде кеңею немесе қысқару жылдамдығы әртүрлі бөлімдер арасында өзгереді. Термиялық соққы сынғыш материалдарда сынықтарды тудыруы мүмкін, бірақ SiC бұл әсерлерге өте төзімді. SiC-тің термиялық соққыға төзімділігі оның жоғары жылу өткізгіштігінің (бір кристал үшін 350 Вт/м/К) және жартылай өткізгіш материалдардың басым көпшілігімен салыстырғанда төмен жылу кеңеюінің нәтижесі болып табылады.
SiC электроникасы (мысалы, MOSFETs және Schottky диодтары) төзімділігіне байланысты HEV және EV сияқты агрессивті орталары бар қолданбаларда қолданылады. Бұл физикалық, химиялық және электрлік серпімділігіне байланысты қаттылық пен сенімділікті қажет ететін жартылай өткізгіш қолданбаларда қолдануға арналған тамаша материал.
