碳化硅,是一種無機物,化學式為SiC,是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產綠色碳化硅時需要加食鹽)等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物,莫桑石。在C、N、B等非氧化物高技術耐火原料中,碳化硅為應用最廣泛、最經濟的一種,可以稱為金鋼砂或耐火砂。
碳化硅基于SiC的肖特基二極管具有高能效、高功率密度、小尺寸和高可靠性,可以在電力電子技術領域打破硅的極限,成為新能源及電力電子的首選器件。
碳化硅主要有四大應用領域,即:功能陶瓷、高級耐火材料、磨料及冶金原料。碳化硅粗料已能大量供應,不能算高新技術產品,而技術含量極高 的納米級碳化硅粉體的應用短時間不可能形成規模經濟。
⑴ 作為磨料,可用來做磨具,如砂輪、油石、磨頭、砂瓦類等。
⑵ 作為冶金脫氧劑和耐高溫材料。
⑶ 高純度的單晶,可用于制造半導體、制造碳化硅纖維。主要用途:用于3-12英寸單晶硅、多晶硅、砷化鉀、石英晶體等線切割。太陽能光伏產業、半導體產業、壓電晶體產業工程性加工材料。用于半導體、避雷針、電路元件、高溫應用、紫外光偵檢器、結構材料、天文、碟剎、離合器、柴油微粒濾清器、細絲高溫計、陶瓷薄膜、裁切工具、加熱元件、核燃料、珠寶、鋼、護具、觸媒擔體等領域。
碳化硅二極管具有高效率、大功率、高頻率的優勢,在重型電機、工業設備中主要是用在高頻電源的轉換器上。
在新能源汽車中,SiC二極管主要是用于車載OBC和地面充電樁設備。
在光伏逆變器中,SiC二極管主要是用在前級MPPT電路,作為升壓二極管使用。
碳化硅MOSFET模塊在光伏、風電、電動汽車及軌道交通等中高功率電力系統應用上具有巨大的優勢。碳化硅器件的高壓高頻和高效率的優勢,可以突破現有電動汽車電機設計上因器件性能而受到的限制,這是目前國內外電動汽車電機領域研發的重點。如電裝和豐田合作開發的混合電動汽車(HEV)、純電動汽車(EV)內功率控制單元(PCU),使用碳化硅MOSFET模塊,體積比減小到1/5。三菱開發的EV馬達驅動系統,使用SiC MOSFET模塊,功率驅動模塊集成到了電機內,實現了一體化和小型化目標。
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