सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) ही एक सिरॅमिक सामग्री आहे जी अर्धसंवाहक अनुप्रयोगांसाठी एकल क्रिस्टल म्हणून वारंवार उगवली जाते. त्याच्या अंतर्भूत भौतिक गुणधर्मांमुळे आणि सिंगल-क्रिस्टल वाढीमुळे, हे बाजारातील सर्वात टिकाऊ अर्धसंवाहक साहित्यांपैकी एक आहे. ही टिकाऊपणा त्याच्या विद्युत कार्यक्षमतेच्या पलीकडे आहे.

भौतिक टिकाऊपणा

SiC ची भौतिक टिकाऊपणा त्याच्या गैर-इलेक्ट्रॉनिक ऍप्लिकेशन्सचे परीक्षण करून उत्तम प्रकारे स्पष्ट केली जाते: सॅंडपेपर, एक्स्ट्रुजन डायज, बुलेटप्रूफ व्हेस्ट प्लेट्स, उच्च-कार्यक्षमता ब्रेक डिस्क आणि फ्लेम इग्निटर. SiC एखादी वस्तू स्क्रॅच करेल उलट स्वतः स्क्रॅच केली जाईल. उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या ब्रेक डिस्कमध्ये वापरल्यास, कठोर वातावरणात दीर्घकाळ पोशाख करण्यासाठी त्यांची प्रतिकार चाचणी केली जाते. बुलेटप्रूफ व्हेस्ट प्लेट म्हणून वापरण्यासाठी, SiC कडे उच्च शारीरिक आणि प्रभाव शक्ती दोन्ही असणे आवश्यक आहे.

रासायनिक आणि विद्युत टिकाऊपणा

SiC त्याच्या रासायनिक जडत्वासाठी प्रसिद्ध आहे; अगदी 800 डिग्री सेल्सिअस तापमानाच्या संपर्कात असतानाही अल्कली आणि वितळलेल्या क्षारांसारख्या अत्यंत आक्रमक रसायनांचाही त्यावर परिणाम होत नाही. रासायनिक हल्ल्याच्या प्रतिकारामुळे, SiC गैर-संक्षारक आहे आणि दमट हवा, खारे पाणी आणि विविध रसायनांच्या संपर्कात येण्यासह कठोर वातावरणाचा सामना करू शकतो.

त्याच्या उच्च उर्जा बँडगॅपचा परिणाम म्हणून, SiC इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक डिस्टर्बन्सेस आणि रेडिएशनच्या विनाशकारी प्रभावांना अत्यंत प्रतिरोधक आहे. SiC हे Si पेक्षा उच्च पातळीवरील पॉवरवरील नुकसानासही अधिक प्रतिरोधक आहे.

थर्मल शॉक प्रतिकार

थर्मल शॉकसाठी SiC चे प्रतिकार हे आणखी एक महत्त्वाचे वैशिष्ट्य आहे. जेव्हा एखादी वस्तू अत्यंत तापमान ग्रेडियंटच्या संपर्कात येते, तेव्हा थर्मल शॉक होतो (म्हणजे जेव्हा वस्तूचे वेगवेगळे विभाग लक्षणीय भिन्न तापमानात असतात). या तापमान ग्रेडियंटचा परिणाम म्हणून, विस्तार किंवा आकुंचन दर विविध विभागांमध्ये भिन्न असेल. थर्मल शॉकमुळे ठिसूळ पदार्थांमध्ये फ्रॅक्चर होऊ शकतात, परंतु SiC या प्रभावांना अत्यंत प्रतिरोधक आहे. SiC चा थर्मल शॉक रेझिस्टन्स हा त्याच्या उच्च थर्मल चालकता (एका क्रिस्टलसाठी 350 W/m/K) आणि बहुसंख्य सेमीकंडक्टर सामग्रीच्या तुलनेत कमी थर्मल विस्ताराचा परिणाम आहे.

SiC इलेक्ट्रॉनिक्स (उदा. MOSFETs आणि Schottky diodes) त्यांच्या टिकाऊपणामुळे HEVs आणि EVs सारख्या आक्रमक वातावरणात वापरल्या जातात. सेमीकंडक्टर ऍप्लिकेशन्समध्ये वापरण्यासाठी ही एक उत्कृष्ट सामग्री आहे ज्याला त्याच्या भौतिक, रासायनिक आणि विद्युत लवचिकतेमुळे कठोरपणा आणि विश्वासार्हता आवश्यक आहे.