碳化硅作为第三代半导体材料,是制造高温、高频、大功率半导体器件的理想材料,已广泛应用于新能源汽车、光伏、风电、轨交、5G等领域。其中在新能源汽车领域,碳化硅主要用于主驱逆变器、OBC、DC/DC和充电桩,可简化供电网络、减少逆变体积、降低损耗并提高汽车续航。
中国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体。碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种,都属α-SiC。
①黑碳化硅含SiC约95%,其韧性高于绿碳化硅,大多用于加工抗张强度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。
②绿碳化硅含SiC约97%以上,自锐性好,大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。
碳化硅的特点:
--高温稳定性:碳化硅具有优异的高温稳定性,能够在高达2000℃以上的温度下保持结构稳定,不熔化。
--耐腐蚀性:碳化硅对多种化学介质都具有良好的耐腐蚀性,包括酸、碱、盐等。
--硬度高与抗磨性:碳化硅的硬度次于金刚石,具有很高的抗磨性,使其成为理想的磨料和切削工具材料。
--高热导率:碳化硅的热导率远高于硅,甚至超过了一些属材料,使其在高温环境下仍能保持优异的散热性能。
--宽带隙能带结构:碳化硅的带隙宽度比硅大,能够承受更高的电压和温度,使其在电力电子器件和光电子器件中具有潜在的应用价值。