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    碳化硅反射镜——千里眼的角膜[ 01-09 08:34 ]
    如果把大型光学望远镜比作人类的“千里眼”,那么主反射镜就是这只“千里眼”的核心部件——“角膜”。国际上常用的反射镜基体材料有石英玻璃、微晶玻璃、碳化硅、金属铍,以及碳纤维/碳化硅复合材料等。与其他材料相比,碳化硅(SiC)具有更大的比刚度(E/ρ)和热稳定性(λ/α),这使得在实现同样的光学口径和精度要求下,碳化硅反射镜具有更小的重量、更优的热稳定性。 有关资料表明,碳化硅质反射镜
    碳化硅反射镜的制作难点[ 01-08 08:43 ]
    随着技术发展,碳化硅反射镜的应用领域正在不断扩大,在空间对地观测、深空探测、天文观测和量子通讯等方面都能看到它的身影。 但是,这些高性能空间光学元件往往会要求具有超光滑表面(表面粗糙度<1nmRMS),因此碳化硅材料在反射镜应用方面主要面临以下两方面困难: 一方面,由于SiC材料比刚度大,化学稳定性高,很难通过机械力抛光的方法直接获得高质量的SiC光学镜面; 另一方面,非常难以直接制备完全致密的SiC材料,残留的气孔等缺陷会影响光学加工质量,最终影响镜面质量。不过令人意外的是,后者的影响其实远比前
    碳化硅芯片目前的发展应用[ 01-07 15:55 ]
    碳化硅是最近几年半导体专家发现的一种新型半导体材料,和普通的硅芯片相比,碳化硅芯片的优势在于它可以承受更大的功率,可以对电流进行更加精细的控制,而电动汽车的电控系统负责控制从电池流向电动机的电流与电压大小,借此控制电动机的转速以及整辆汽车的加减速,碳化硅芯片就非常适合用在电控系统里,当做控制电流的部件。因此,新能源汽车可以说是碳化硅最重要的下游领域。 碳化硅芯片具有高出传统硅数倍的禁带、漂移速度、击穿电压、热导率、耐高温等优良特性,在大功率电子、航天、军工、核能等极端环境应用有着不可替代的优点。第三代半导体材料碳
    中车时代电气发布国内首款基于自主碳化硅的电驱系统[ 01-06 10:52 ]
    作为新能源汽车“三电”系统之一,电驱系统是新能源汽车的动力源,是不可或缺的核心零部件。碳化硅是制作高温、高频、大功率、高压器件的理想材料之一,基于碳化硅的解决方案可使系统效率更高、重量更轻,且结构更紧凑。12月26日,由中车时代电气C-Car平台孵化的我国首款基于自主碳化硅研制的大功率电驱系统C-Power220s正式发布,系统效率最高可达94%。 中车时代电气汽车事业部总经理何亚屏表示:“新能源汽车是碳化硅最重要的下游领域,今天发布的C-Power220s电驱系统就是采用
    长城汽车入股同光半导体,将推动碳化硅芯片产业化[ 01-05 10:48 ]
    12月29日,长城汽车股份有限公司(以下简称“长城汽车”)与河北同光半导体股份有限公司(以下简称“同光股份”)签署战略投资协议,正式进军第三代半导体核心产业。此次,长城汽车作为领投方入股同光股份,将推进后者的碳化硅产业发展,聚焦第三代宽禁带半导体碳化硅在新能源汽车产业的应用,推动碳化硅半导体材料与芯片的产业化。 据了解,同光股份位于保定市高新技术开发区,于2012年成立,是中科院半导体所的合作单位,主要从事第三代半导体材料碳化硅衬底的研发和生产。主要产品包括4英
    国产碳化硅衬底龙头山东天岳科创板上市[ 01-04 10:44 ]
    12月30日,国内碳化硅衬底材料企业山东天岳先进科技股份有限公司公告首次公开发行股票并在科创板上市。本次发行价格82.79元/股,预计募集资355757.7783万元(约35.6亿元),高于此前招股意向书中披露的200000万元(20亿元)。 9月7日,天岳先进首发申请获上交所上市委员会通过,拟募集资金20亿元主要用于碳化硅半导体材料项目,以提高公司碳化硅衬底的产业化能力。招股书中提到,全球碳化硅半导体产业市场快速发展并已迎来爆发期,国际巨头纷纷加大投入实施扩产计划,为了追赶与头部企业之间在产能上的差距,山东
    碳化硅反射镜的制备与加工[ 01-03 08:52 ]
    把一块粗糙的、灰黑的碳化硅陶瓷块镜坯打造为光可鉴人的反射镜,变化之大完全不亚于丑小鸭变天鹅。如何在得到较高表面质量的同时实现快速加工,则是材料学界一直以来的研究重点。 1.镜坯的制造 制备SiC反射镜坯的工艺有许多种,除了热压烧结、气相沉积外,最有应用价值的是反应烧结法,具有成本低和可实现净尺寸烧结等优点。 反应烧结法流程为:利用SiC粉制得所需形状的坯体,然后将该坯体在Si气氛下烧结。整个工艺中关键点有以下几个:①烧结体中尽可能少气孔和裂纹;③坯体具有轻量化结构。 2.铣磨粗抛 刚烧
    硼、碳和铝烧结助剂对SiC陶瓷烧结的影响[ 12-30 14:42 ]
    研究发现,SiC陶瓷烧结时可加入B、C、Al来实现致密化,B系与C系烧结助剂的添加能够降低SiC晶界能与表面能的值,增强扩散的驱动力,而Al系烧结助剂可以以固溶的方式活化晶格,促进致密化进行。 对于无压或热压烧结SiC,在不使用烧结助剂情况下基本难以实现致密烧结,但烧结助剂加入不当又会使材料性能恶化。SiC陶瓷的力学性能受游离C的分布影响很大,而B的分布又会使游离C的晶粒由等轴状生长为长柱状,起到界间强化的作用。另外,温度的升高会促进基体晶粒的多边形化,但过大的基体晶粒尺寸又会对晶界处游离C的生长产生抑制作用
    氟化物烧结助剂对SiC陶瓷烧结的影响[ 12-30 14:39 ]
    有研究表明,SiC陶瓷样品的密度与热导率随YF3的加入显示先增后减的变化,当加入5%的YF3时,密度与热导率均达到最大。YF3作为烧结助剂可以提高SiC陶瓷的致密度和热导率主要是由于YF3可以与SiO2反应生成第二相,同时达到除氧的目的,净化SiC的晶格。而生成的液相也可以促进烧结的进行,降低烧结温度。 密度与热导率出现先增后减的变化,原因可能有如下两点: 第一,添加适量烧结助剂形成的液相可以使陶瓷致密化程度提高。YF3添加量过少,不足以形成足够的液相,而过量的YF3又会产生过多液相,粘度增加,均不利于
    阻碍SiC陶瓷烧结的因素[ 12-30 14:34 ]
    SiC的构成单元为Si与C原子比为1:1的正四面体,在SiC晶格中,Si与C之间的平均键能为300kJ/mol,共价键与离子键比值约为4:1,这使得其难以烧结成致密陶瓷。阻碍SiC陶瓷烧结的因素有以下两个方面: ①热力学方面 SiC的晶界能较高,粉体颗粒表面能相对较低,SiC陶瓷烧结推动力低,烧结难度增大。目前可通过引入烧结助剂、选用纳米级原料细粉及施加外部压力的方式来促进烧结。 ②动力学方面 SiC晶格原子间的键能使得物质迁移所需能量高,物质难以扩散,而蒸发—凝聚传质至少需要蒸
    中科钢研高纯碳化硅项目及高端装备项目开工[ 12-21 10:07 ]
    12月18日,中科钢研高纯碳化硅粉和智能高端装备制造项目开工仪式在山东菏泽举行。 据悉,集中开工的两个项目采用国际一流标准,建设智能高端装备和高纯碳化硅粉新材料两个“总部+生产+研发”三合一项目,投资额均超过10亿元。早前披露信息显示,2018年开工总投资10亿元的山东莱西中科钢研半导体项目预计年内投产,全部达产可实现年产5万片4英寸碳化硅晶体衬底片、5000片4英寸高纯度半绝缘型碳化硅晶体衬底片。菏泽项目无疑是该项目原料就近供给的有力支撑。 中科钢研拥有先进的4/8英寸升华法碳
    SiC反向恢复时间与Si MOSFET相比如何?[ 12-20 14:43 ]
    SiCMOSFET与其硅对应物一样,具有内部体二极管。体二极管提供的主要限制之一是不希望的反向恢复行为,当二极管关断同时承载正正向电流时会发生这种情况。因此,反向恢复时间(trr)成为定义MOSFET特性的重要指标。图2显示了1000V基于Si的MOSFET和基于SiC的MOSFET的trr之间的比较。可以看出,SiCMOSFET的体二极管非常快:trr和Irr的值小到可以忽略不计,能量损失Err大大降低。
    碳化硅如何实现比硅更好的热管理?[ 12-20 14:41 ]
    另一个重要参数是热导率,它是半导体如何散发其产生的热量的指标。如果半导体不能有效散热,则器件可以承受的最大工作电压和温度会受到限制。这是碳化硅优于硅的另一个领域:碳化硅的导热率为1490W/mK,而硅的导热率为150W/mK。
    为什么SiC在高频下的表现优于IGBT?[ 12-20 14:39 ]
    在大功率应用中,过去主要使用IGBT和双极晶体管,目的是降低高击穿电压下出现的导通电阻。然而,这些设备提供了显着的开关损耗,导致发热问题限制了它们在高频下的使用。使用碳化硅可以制造肖特基势垒二极管和MOSFET等器件,实现高电压、低导通电阻和快速运行。
    为什么碳化硅能承受这么高的电压?[ 12-20 14:35 ]
    功率器件,尤其是MOSFET,必须能够处理极高的电压。由于电场的介电击穿强度比硅高约十倍,SiC可以达到非常高的击穿电压,从600V到几千伏。SiC可以使用比硅更高的掺杂浓度,并且漂移层可以做得非常薄。漂移层越薄,其电阻越低。理论上,给定高电压,单位面积漂移层的电阻可以降低到硅的1/300。
    为什么SiC在功率应用中战胜了Si?[ 12-20 14:32 ]
    碳化硅(SiC)是一种由硅(Si)和碳(C)组成的半导体化合物,属于宽带隙(WBG)材料系列。它的物理结合力非常强,使半导体具有很高的机械、化学和热稳定性。宽带隙和高热稳定性允许SiC器件在高于硅的结温下使用,甚至超过200°C。碳化硅在功率应用中的主要优势是其低漂移区电阻,这是高压功率器件的关键因素。 尽管是电子产品中使用最广泛的半导体,但硅开始显示出一些局限性,尤其是在高功率应用中。这些应用中的一个相关因素是半导体提供的带隙或能隙。当带隙很高时,它使用的电子设备可以更小、运行得更快、更可靠。它还可
    碳化硅在电子领域有哪些应用?[ 12-20 14:28 ]
    碳化硅是一种非常适合电力应用的半导体,这主要归功于它能够承受高电压,比硅可使用的电压高十倍。 基于碳化硅的半导体具有更高的热导率、更高的电子迁移率和更低的功率损耗。 碳化硅二极管和晶体管还可以在更高的频率和温度下工作,而不会影响可靠性。 SiC器件的主要应用,例如肖特基二极管和FET/MOSFET晶体管,包括转换器、逆变器、电源、电池充电器和电机控制系统。
    博世开启碳化硅芯片大规模量产计划[ 12-18 14:59 ]
    12月3日,博世中国官方发布消息称,经过多年的研发,博世目前准备开始大规模量产由碳化硅这一创新材料制成的功率半导体,以提供给全球各大汽车生产商。未来,越来越多的量产车将搭载博世生产的碳化硅芯片。“碳化硅半导体拥有广阔的发展前景,博世希望成为全球领先的电动出行碳化硅芯片生产供应商。"博世集团董事会成员HaraldKroeger表示。 博世于两年前宣布将继续推进碳化硅芯片研发并实现量产。为实现这一目标,博世自主开发了极为复杂的制造工艺流程,并于2021年初开始生产用于客户验证的样品。&ldq
    3D打印碳化硅陶瓷成功用于红外焊接[ 12-18 14:56 ]
    近日,赛琅泰克(CeramTec)宣布其3D打印先进陶瓷已成功投入使用,比如其反应烧结(渗硅)碳化硅陶瓷(SiSiC)成功用于塑料焊接设备的辐射源。 德国塑料焊接设备商PolyMergeGmbH开发塑料红外焊接系统,该系统是采用非接触式的加热方法对塑料工件中止加热,两个待焊接的零件表面在红外线的映照下可疾速凝聚,经压合冷却后即粘接在一同,并可获得极高的焊接强度。碳化硅陶瓷兼具高导热性和导电性以及高性能陶瓷的高硬度和耐化学腐蚀,因此被用作红外焊接辐射源材料。 但是,红外焊接系统的核心辐射源必须针对特定产品
    碳化硅基LED照明技术普及对减少碳排放具有重要意义[ 12-16 09:33 ]
    LED光电器件的核心材料碳化硅和氮化镓等第三代半导体材料技术及应用正在成为全球半导体产业新的战略高地。碳化硅LED照明设备能将原LED灯使用数量下降1/3,成本下降40~50%,而亮度却提高两倍,导热能力提高10倍以上。根据美国能源部分析,美国广泛采用LED照明技术后,可以少建133个燃煤电厂,同时减少2.58亿t温室气体的排放,其节约的电能可供给1200万个美国家庭使用一年。中国和美国能源消耗位居世界前两位,我国若普及碳化硅基LED照明技术,对减少我国煤炭的消耗、减少CO2排放具有重要意义。 鉴于碳化硅材料
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