碳化硅在三大领域的作用?
在半导体领域的应用:碳化硅一维纳米材料由于自身的微观形貌和晶体结构使其具备更多独特的优异性能和更加广泛的应用前景,被普遍认为有望成为第三代宽带隙半导体材料的重要组成单元。第三代半导体材料即宽禁带半导体材料,又称高温半导体材料,主要包括碳化硅、氮化、氮化铝、氧化锌、金刚石等。
这类材料具有宽的禁带宽度、高的热导率、高的击穿电场、高的抗辐射能力、高的电子饱和速率等特点,适用于高温、高频、抗辐射及大功率器件的制作。第三代半导体材料凭借着其优异的特性,未来应用前景十分广阔。碳化硅可用于单晶硅、多晶硅、钾、石英晶体等、太阳能光伏产业、半导体产业、压电晶体产业工程性加工材料。
碳化硅在光伏领域的应用:光伏逆变器对光伏发电作用非常重要,不仅具有直交流变换功能,还具有较大限度地发挥太阳电池性能的功能和系统故障保护功能。归纳起来有自动运行和停机功能、较大功率跟踪控制功能、防单独运行功能(并网系统用)、自动电压调整功能(并网系统用)、直流检测功能(并网系统用)、直流接地检测功能)等。
在航空领域的应用:碳化硅制作成碳化硅纤维,碳化硅纤维主要用作耐高温材料和增强材料,耐高温材料包括热屏蔽材料、耐高温输送带、过滤高温气体或熔融金属的滤布等。用做增强材料时,常与碳纤维或玻璃纤维合用,以增强金属和陶瓷为主,如做成喷气式飞机的刹车片、发动机叶片、着陆齿轮箱和机身结构材料等,还可用做体育用品,其短切纤维则可用做高温炉材等。
碳化硅基功率开关由于具有较低的开启态电阻,并且能应用于高压、高温、高频场合,是硅基器件的理想替代者,如果使用碳化硅功率模块,与使用硅功率电源装置相比,由开关损失引起的功率损耗可降低5倍以上,对未来电网形态和能源战略调整将产生重大影响,其体积与重量减小40%以上。
碳化硅功率器件针对太阳能逆变器、不间断电源设备以及风能电机驱动器等大功率模组件的应用进行设计,以更小尺寸、更低物料成本以及更高的效率。碳化硅器件规模应用于固态断路器、换流阀、有源滤波等已有装备为实现智能电网、加速我国能源战略转型提供核心元器件及关键装备等支撑。
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