陶瓷换热器对碳化硅材料的要求[ 06-15 17:14 ]

一般而言，无机非金属陶瓷换热器对碳化硅材料的要求可总结为六点，分别是： （1）抗热震性能要好； （2）使用寿命要长，符合经济原则； （3）耐高温性能强，使用温度必须要＞1280℃； （4）蓄热率以及导热系数要高； （5）机械强度理想，即便是在高温环境之后，依旧能够保持常态； （6）耐化学腐蚀强，工业炉废烟当中含有大量的SO2、CO2等腐蚀性强的化学物质，用于制作陶瓷换热器的无机非金属材料要求不能与其发生粉尘固熔反应。

碳化硅陶瓷换热器为什么受欢迎?[ 06-14 16:01 ]

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。按其材质可分为金属、陶瓷、塑料、石墨、玻璃换热器等。石墨、玻璃、聚四氟乙烯等换热器主要用在低温、中温的条件下。在高温条件，目前国内绝大多数还采用金属换热器。 然而，冶金、机械、化工等厂中的均热炉、锻造加热炉、玻璃熔窑等，一般出炉烟温度较高，若在烟道中直接安装各种普碳钢制的金属换热器，其使用寿命很短，如果采用耐热合金钢、稀有金属、制成的换热器则价格过于昂贵，投资巨大。另外，使用金属换热器时，不仅在高温条件下存在耐用性问题，使用时受到酸性或碱性气体腐蚀，

立方SiC(β-SiC)粉体的应用[ 06-13 17:11 ]

β-SiC粉体有很高的化学稳定性、高硬度、高热导率、低热膨胀系数、宽能带隙、高电子漂移速度、高电子迁移率、特殊的电阻温度特性等，因此具有抗磨、耐高温、耐热震、耐腐蚀、耐辐射、良好的半导体特性等优良性能，被广泛应用于各行各业，例如：电子、信息、精密加工技术、军工、航空航天、高级耐火材料、特种陶瓷材料、高级磨削材料和增强材料等领域。其应用范围主要分为以下几类： 01粉体原料 在高级结构陶瓷、功能陶瓷及高级耐火材料市场有着非常广阔的应用前景。低温下，β-SiC是一种亚稳定相，在1600℃左

β-SiC（立方SiC）的特性[ 06-11 16:58 ]

β-SiC（立方SiC）具有优良的物理化学性能，具有高强度、高硬度、高热导率、高烧结活性、高半导体特性和低热膨胀系数。其硬度与金刚石接近，俗称金刚砂；对样品进行抛光，抛光性能远超白刚玉和α-SiC（黑碳化硅和绿碳化硅），样品表面粗糙度良好；β-SiC由于晶粒中电子空穴缺陷较多、其禁带宽度小于α-SiC，因此导电性比α-SiC的高几倍；β-SiC具有优良的热导率和低热膨胀系数，使得其在加热和冷却过程中受到的热应力很小。 β-SiC的基本性质

第三代半导体——碳化硅究竟用在哪？[ 06-06 16:37 ]

SiC是目前相对成熟、应用最广的宽禁带半导体材料，基于SiC的功率器件相较Si基器件具有耐高压、耐高温、抗辐射、散热能力佳、导通损耗与开关损耗更低、开关频率更高、可减小模块体积等杰出特性，不仅可广泛用于电动汽车驱动系统、列车牵引设备、充电桩、开关电源、光伏逆变器、伺服电机、高压直流输电设备等民用场景，还可显著提升战斗机、战舰等军用系统装备的性能。 1.新能源汽车 车载充电机（OBC）：车载充电机是指固定在汽车上，可将地面的交流充电桩输入的交流电转换为直流电，直接给动力电池充电，充电过程中宜由车载充电机提

关于发展碳化硅产业一些理性思考[ 06-04 16:14 ]

目前，国内碳化硅产业看上去红红火火，但硅的霸主地位依旧不可撼动，80%集成电路仍在使用硅，而碳化硅的优势主要在于其功率特性。 车用市场是碳化硅首先引爆的应用市场，2022年以后，SBD会因为国内厂商的崛起引发激烈竞争，而车规MOSFET应用的高壁垒形成了精英赛道，能够跑到最后的竞争者有限。因此，是否有能力开展MOSFET的研发，是否有能力出货，就成了判断碳化硅器件公司成功与否的客观标准。 未来，从产业链价值分布及客户优势等方面看，上游拥有衬底量产技术、外延能力的企业，以及拥有功率半导体器件经验、下游客户

碳化硅产业链的“中坚力量”：外延生长[ 05-28 15:42 ]

碳化硅产业链主要分为衬底制备、外延生长、器件制造、模块封测和系统应用等几个重要的环节。碳化硅器件与传统硅功率器件制作工艺不同，无法直接在碳化硅单晶材料上制备，需在导通型单晶衬底上额外生长高质量的外延材料，并在外延层上制造各类器件。外延生长作为承上启下的重要环节，是产业链的中坚力量。 碳化硅产业链主要分为衬底制备、外延生长、器件制造、模块封测和系统应用等几个重要的环节。碳化硅器件与传统硅功率器件制作工艺不同，无法直接在碳化硅单晶材料上制备，需在导通型单晶衬底上额外生长高质量的外延材料，并在外延层上制造各

碳化硅晶片去除表面损伤的4种常用方法[ 05-25 15:30 ]

碳化硅单晶生长之后是晶碇，而且具有表面缺陷，是没法直接用于外延的，这就需要加工。其中，滚圆把晶碇做成标准的圆柱体，线切割会把晶碇切割成晶片，各种表征保证加工的方向，而抛光则是提高晶片的质量。 晶片的表面会有损伤，损伤源于本来晶体生长的缺陷、前面加工步骤中的破坏。对于局部损伤，世界上有四种方法：不管、更换、修补、去除；对于碳化硅表面的损伤层，不管不顾肯定不行，因为会影响器件的成品率；更换晶片，不就是砸自己的饭碗嘛；修补其实是再次生长，现在没有低成本的方案；而去除是一条还算可行的，用一定的材料废弃，来提高总体材料

碳化硅器件应用于逆变器优势[ 05-20 16:41 ]

碳化硅导通损耗和开关损耗优势明显。就电动汽车逆变器而言，功率器件是核心能量转换单元，其损耗包含两部分，导通损耗Econ和开关损耗Esw。 碳化硅在电流比较小也就是轻载的工况下导通损耗优势是比较明显的，再结合轻载工况开关损耗占比更大（碳化硅开关损耗也低），这也印证了为什么碳化硅更适合城市工况。因此逆变器应用碳化硅MOS体现在效率Map上就是高效区面积比较大。 另外，碳化硅MOS打开时双向导通，又规避了IGBT模块在续流时，FRD的导通压降比IGBT大的问题，进一步降低导通损耗。 碳化硅可降低整车能耗

SiC器件在各行业中的应用及优势[ 05-16 16:55 ]

1、电源/大型服务器：用于电源及功率因数校正器内部，减积减重、提高效率、降低损耗。 2、光伏：用于光伏逆变器中，光伏发电产生的电流为直流电，需要通过逆变器转换为交流电以实现并网。采用SiC功率器件可以减积减重；提高逆变转化效率2%左右，综合转换效率达到98%；降低损耗，提高光伏发电站经济效益；SiC材料特性，降低故障率。 3、风电：用于风电整流器、逆变器、变压器，风力发电产生的交流电易受风力影响使得电压、电流不稳定，先要经过整流为直流电后再逆变成交流电实现并网，提高效率、降低损耗，同时成本和质量分别减少

碳化硅宽禁带半导体目前存在的问题[ 05-14 15:50 ]

①大尺寸SiC单晶衬底制备技术仍不成熟。 目前国际上已经开发出了8英寸SiC单晶样品，单晶衬底尺寸仍然偏小、缺陷水平仍然偏高。并且缺乏更高效的SiC单晶衬底加工技术；p型衬底技术的研发较为滞后。 ②n型SiC外延生长技术有待进一步提高。 ③SiC功率器件的市场优势尚未完全形成，尚不能撼动目前硅功率半导体器件市场上的主体地位。 国际SiC器件领域：SiC功率器件向大容量方向发展受限制；SiC器件工艺技术水平比较低；缺乏统一的测试评价标准。 中国SiC功率器件领域存在以下3个方面差距：

多孔重结晶碳化硅陶瓷的制备与力学性能表征[ 05-09 16:20 ]

多孔重结晶碳化硅陶瓷(recrystallizedsiliconCarbides，RSiC)由于纯度极高、不含晶界杂质相而具有优异的高温力学性能、热稳定性、耐腐蚀性能、高热导率以及较小的热膨胀系数，作为高温结构材料广泛用于航空航天等领域。而且由于烧结过程中不收缩，可以制备形状复杂、精度较高的部件。 目前，针对RSiC的研究和应用，一方面在于提高其致密度用于极端环境服役的高温结构材料，另一方面在于提高其气孔率用于高温过滤催化用的多孔结构/功能材料。 高温过滤催化用多孔材料，如用作柴油车尾气颗粒物过滤器(Die

做一片八英寸SiC晶圆生产难点在哪？[ 05-07 16:27 ]

目前以硅基为材料的晶圆已经开始从8英寸迈向了12英寸，硅晶圆的生产经验是否可以助力SiC晶圆向更大面积发展，与硅晶圆相比，SiC晶圆的生产难点又在哪里？   包括SiC在内的第三代半导体产业链包括包括衬底→外延→设计→制造→封装。其中，衬底是所有半导体芯片的底层材料，起到物理支撑、导热、导电等作用；外延是在衬底材料上生长出新的半导体晶层，这些外延层是制造半导体芯片的重要原料，影响器件的基本性能；设计包括器件设计和集成电路设计，其中器件设计包括半导体器件的结构、材

SiC外延生长常见元素[ 04-18 16:40 ]

SiC外延生长：常见元素 衬底： •用于电力电子的4H多型 •当前晶圆直径150mm和200mm •定向4°离轴 •双面抛光 •在晶片的硅面上生长的外延 •需要对硅表面进行仔细的化学机械抛光(cmp)以减少缺陷 生长参数： •温度~1650oC •压力~50-100mbar •硅源 •碳源 •掺杂气体 •C

SiC相对于Si器件的优势[ 04-17 15:34 ]

SiC相对于Si器件的优势： •SiC的宽带隙允许更薄的外延层来阻挡给定的电压 •较薄的漂移层降低了整体器件电阻 •更高的电子饱和速度允许更高频率的运行 •SiC的高导热性允许器件在>200C的高温下运行

碳化硅陶瓷换热器的研究背景及现状[ 04-11 15:11 ]

上世纪八十年代，国外曾用碳化硅化热元件制作陶瓷换热器。我国成都科技大学化机教研室八十年代研制碳化硅管高温换热器，并于1986年用于碳酸钾工业生产。该换热器主要换热元件由碳化硅陶瓷材料组成，高温烟气在管外，被加热气体在管内，两者呈错流。碳化硅管可承受1540℃高温，所以高温烟气可直接进入换热器中进行交换。高温烟气有较大的辐射热，而碳化硅管可以充分利用高温气体辐射传热和火焰辐射传热。该技术在碳酸钾生产中应用，节能和增产都获得明显的效果。使用碳化硅管换热器后，空气预热温度从350℃提高到500℃，加快了干燥温度，日产量由

碳化硅具有优良的物理和化学性能[ 03-22 16:17 ]

去年发布的“‘十四五’规划和2035年远景目标纲要”明确提出，我国将加速推动以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体新材料新技术产业化进程，催生一批高速成长的新材料企业。 作为第三代半导体代表材料，碳化硅具有优良的物理和化学性能。 力学性能：高硬度（克氏硬度为3000kg/mm2），可以切割红宝石；高耐磨性，仅次于金刚石。 热学性能：热导率超过金属铜，是Si的3倍，是GaAs的8～10倍，散热性能好，对于大功率器件非常重要。 化学性能：耐腐蚀性非常

碳化硅陶瓷材料的防弹原理是什么[ 02-10 08:48 ]

在大家的印象里，陶瓷是易碎品。但经过现代科技加工后，碳化硅陶瓷“摇身一变”，成为了一种坚硬、高强度的新材料，尤其是在对材料有特殊物理性能要求的防弹领域，碳化硅陶瓷更是大放异彩，成为非常热门的防弹材料。 装甲防护的基本原理是消耗射弹能量、使射弹减速并达到无害。绝大部分传统的工程材料，如金属材料通过结构发生塑性变形来吸收能量，而碳化硅陶瓷材料则是通过微破碎过程吸收能量。 碳化硅防弹陶瓷的吸能过程大致可分为3个阶段。（1）初始撞击阶段：弹丸撞击陶瓷表面，使弹头变钝，在陶瓷表面粉碎形成细

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。