O carboneto de silício (SiC) é um material cerâmico que é frequentemente cultivado como um único cristal para aplicações de semicondutores. Devido às propriedades inerentes do material e ao crescimento de cristal único, é um dos materiais semicondutores mais duráveis do mercado. Essa durabilidade vai muito além de sua funcionalidade elétrica.
Durabilidade Física
A durabilidade física do SiC é melhor ilustrada examinando suas aplicações não eletrônicas: lixas, matrizes de extrusão, placas coletes à prova de balas, discos de freio de alto desempenho e dispositivos de ignição. O SiC arranhará um objeto em vez de ser arranhado. Quando usados em discos de freio de alto desempenho, sua resistência ao desgaste de longo prazo em ambientes hostis é testada. Para uso como placa de colete à prova de balas, o SiC deve possuir alta resistência física e de impacto.
Durabilidade Química e Elétrica
SiC é conhecido por sua inércia química; não é afetado nem mesmo pelos produtos químicos mais agressivos, como álcalis e sais fundidos, mesmo quando exposto a temperaturas de até 800 °C. Devido à sua resistência ao ataque químico, o SiC não é corrosivo e pode suportar ambientes agressivos, incluindo exposição ao ar úmido, água salgada e uma variedade de produtos químicos.
Como resultado de seu bandgap de alta energia, o SiC é altamente resistente a distúrbios eletromagnéticos e aos efeitos destrutivos da radiação. O SiC também é mais resistente a danos em níveis mais altos de energia do que o Si.
Resistência a Choque Térmico
A resistência do SiC ao choque térmico é outra característica importante. Quando um objeto é exposto a um gradiente extremo de temperatura, ocorre um choque térmico (ou seja, quando diferentes seções de um objeto estão em temperaturas significativamente diferentes). Como resultado deste gradiente de temperatura, a taxa de expansão ou contração irá variar entre as várias seções. O choque térmico pode causar fraturas em materiais frágeis, mas o SiC é altamente resistente a esses efeitos. A resistência ao choque térmico do SiC é resultado de sua alta condutividade térmica (350 W/m/K para um único cristal) e baixa expansão térmica em comparação com a grande maioria dos materiais semicondutores.
A eletrônica SiC (por exemplo, MOSFETs e diodos Schottky) é usada em aplicações com ambientes agressivos, como HEVs e EVs, devido à sua durabilidade. É um excelente material para uso em aplicações de semicondutores que requerem tenacidade e confiabilidade devido à sua resiliência física, química e elétrica.
