Carbura de siliciu (SiC) este un material ceramic care este cultivat frecvent ca un singur cristal pentru aplicații cu semiconductori. Datorită proprietăților sale inerente ale materialului și creșterii unui singur cristal, este unul dintre cele mai durabile materiale semiconductoare de pe piață. Această durabilitate se extinde cu mult dincolo de funcționalitatea sa electrică.
Durabilitate fizică
Durabilitatea fizică a SiC este cel mai bine ilustrată prin examinarea aplicațiilor sale non-electronice: șmirghel, matrițe de extrudare, plăci de veste antiglonț, discuri de frână de înaltă performanță și aprinderi de flacără. SiC va zgâria un obiect, spre deosebire de a fi zgâriat în sine. Când sunt utilizate în discuri de frână de înaltă performanță, rezistența acestora la uzura pe termen lung în medii dure este pusă la încercare. Pentru a fi utilizat ca o placă de vestă antiglonț, SiC trebuie să aibă atât rezistență fizică, cât și rezistență ridicată la impact.
Durabilitate chimică și electrică
SiC este renumit pentru inerția sa chimică; nu este afectat nici măcar de cele mai agresive substanțe chimice, cum ar fi alcaline și săruri topite, chiar și atunci când sunt expuse la temperaturi de până la 800 °C. Datorită rezistenței sale la atacul chimic, SiC este non-coroziv și poate rezista în medii dure, inclusiv expunerea la aer umed, apă sărată și o varietate de substanțe chimice.
Ca rezultat al benzii interzise de energie mare, SiC este foarte rezistent la perturbațiile electromagnetice și la efectele distructive ale radiațiilor. SiC este, de asemenea, mai rezistent la deteriorare la niveluri mai mari de putere decât Si.
Rezistenta la socuri termice
Rezistența SiC la șocul termic este o altă caracteristică importantă. Când un obiect este expus la un gradient de temperatură extrem, are loc șoc termic (adică atunci când diferite secțiuni ale unui obiect sunt la temperaturi semnificativ diferite). Ca rezultat al acestui gradient de temperatură, viteza de dilatare sau contracție va varia între diferitele secțiuni. Șocul termic poate provoca fracturi în materialele fragile, dar SiC este foarte rezistent la aceste efecte. Rezistența la șocuri termice a SiC este rezultatul conductivității sale termice ridicate (350 W/m/K pentru un singur cristal) și al expansiunii termice scăzute în comparație cu marea majoritate a materialelor semiconductoare.
Electronicele SiC (de exemplu, MOSFET-uri și diode Schottky) sunt utilizate în aplicații cu medii agresive, cum ar fi HEV-uri și EV-uri, datorită durabilității lor. Este un material excelent pentru utilizare în aplicații semiconductoare care necesită rezistență și fiabilitate datorită rezistenței sale fizice, chimice și electrice.
