सिलिकॉन कार्बाइड सामग्री का परिचय

सिलिकॉन कार्बाइड, एक अकार्बनिक पदार्थ के रूप में, कार्बन और सिलिकॉन से 1:1 अनुपात में बना होता है और इसमें एक अद्वितीय हाँ-C टेट्राहेड्रल संरचना होती है। यह संरचना सिलिकॉन कार्बाइड को उत्कृष्ट भौतिक और रासायनिक गुण प्रदान करती है, जैसे उच्च कठोरता, उच्च तापीय स्थिरता और विस्तृत बैंडगैप। सिलिकॉन कार्बाइड की बैंडगैप चौड़ाई 3.26 ईवी जितनी अधिक है, जो सिलिकॉन की तुलना में लगभग तीन गुना है, जो इसे उच्च तापमान पर स्थिर रहने और उच्च ब्रेकडाउन विद्युत क्षेत्र की ताकत रखने की अनुमति देती है।

सिलिकॉन कार्बाइड सामग्री की तैयारी

एसआईसी सामग्री की तैयारी में मुख्य रूप से गैस चरण विधि, तरल चरण विधि और ठोस चरण विधि शामिल हैं। उनमें से, भौतिक वाष्प परिवहन विधि (पीवीटी) और रासायनिक वाष्प जमाव विधि (सीवीडी) उच्च गुणवत्ता वाले एसआईसी एकल क्रिस्टल तैयार करने के लिए मुख्य विधियाँ हैं। पीवीटी विधि उच्च तापमान पर एसआईसी स्रोत पाउडर को उर्ध्वपातित करती है और बीज क्रिस्टल की सतह पर उच्च गुणवत्ता वाले एसआईसी एकल क्रिस्टल को संघनित और विकसित करती है। सीवीडी विधि उच्च तापमान गैस प्रतिक्रिया के माध्यम से अल्ट्रा-फाइन और उच्च शुद्धता वाले एसआईसी पाउडर प्राप्त करती है। इसके अलावा, सोल-जेल विधि और शीर्ष बीज समाधान विकास विधि (टीएसएसजी) भी आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली तैयारी विधियाँ हैं।

सिलिकॉन कार्बाइड सामग्री का अनुप्रयोग

सिक सामग्रियों का उनके उत्कृष्ट प्रदर्शन के कारण कई क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।

पावर डिवाइस: पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में सिक मटीरियल के महत्वपूर्ण फायदे हैं। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रिक वाहन इनवर्टर और चार्जिंग पाइल्स में, सिलिकॉन कार्बाइड पावर डिवाइस पैकेज के आकार को कम कर सकते हैं, नुकसान को कम कर सकते हैं और रूपांतरण दक्षता में सुधार कर सकते हैं। टेस्ला और बीवाईडी जैसी प्रसिद्ध कार कंपनियों ने पहले ही अपने इलेक्ट्रिक वाहन उत्पादों में सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों का उपयोग किया है। इसके अलावा, सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों का व्यापक रूप से फोटोवोल्टिक इनवर्टर और रेल परिवहन में भी उपयोग किया जाता है, जो सिस्टम की समग्र दक्षता में सुधार कर सकता है।

‌आरएफ डिवाइस‌: सैन्य और संचार क्षेत्रों में, सिलिकॉन कार्बाइड-आधारित गैलियम नाइट्राइड आरएफ डिवाइस 5 जी मोबाइल संचार प्रणालियों और नई पीढ़ी के सक्रिय चरणबद्ध सरणी रडार जैसी प्रणालियों के मुख्य घटक बन गए हैं। इसकी अच्छी तापीय चालकता, उच्च आवृत्ति और उच्च शक्ति लाभ सिलिकॉन कार्बाइड सामग्री को आरएफ उपकरणों के क्षेत्र में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं प्रदान करते हैं।

‌फास्ट चार्जर‌: इस प्रकार से डिवाइस को उनके उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रतिरोध, कम नुकसान और उच्च दक्षता के कारण नई पीढ़ी के बिजली उपकरणों के लिए एक आदर्श विकल्प माना जाता है। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन कार्बाइड डायोड जैसे कि टाइको तियानरुन के G3S06505C और G5S6504Z का व्यापक रूप से स्विचिंग पावर सप्लाई, पीएफसी फैक्टर करेक्शन, मोटर ड्राइव, इनवर्टर और अन्य परिदृश्यों में उपयोग किया जाता है।

एयरोस्पेस: सिलिकॉन कार्बाइड कण-प्रबलित एल्यूमीनियम-आधारित कंपोजिट ने एयरोस्पेस क्षेत्र में भी सफल अनुप्रयोग प्राप्त किए हैं। उदाहरण के लिए, F16 फाइटर के वेंट्रल फिन और यूरोकॉप्टर के नए हेलीकॉप्टर रोटर सिस्टम में, सिलिकॉन कार्बाइड कण-प्रबलित एल्यूमीनियम-आधारित कंपोजिट घटकों की कठोरता और जीवन में काफी सुधार करते हैं।

सिलिकॉन कार्बाइड उद्योग का बाजार आकार और विकास प्रवृत्ति

योल के आंकड़ों के अनुसार, वैश्विक सिक पावर डिवाइस बाजार का आकार 2021 में हम$1.09 बिलियन से बढ़कर 2027 में हम$6.297 बिलियन हो जाएगा, जिसमें वार्षिक चक्रवृद्धि दर 34% होगी। इसी समय, सिलिकॉन कार्बाइड-आधारित गैलियम नाइट्राइड आरएफ उपकरणों का बाजार आकार बढ़ता रहेगा। चीनी बाजार में, सिलिकॉन कार्बाइड और गैलियम नाइट्राइड पावर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का बाजार आकार 45% की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर पर लगभग 30 बिलियन युआन तक बढ़ने की उम्मीद है।

सिलिकॉन कार्बाइड उद्योग में चुनौतियां और अवसर

हालाँकि सिक सामग्रियों के कई फायदे हैं, फिर भी उनकी तैयारी और अनुप्रयोग में कुछ चुनौतियाँ हैं। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट की तैयारी तकनीक कठिन है और उपज दर में सुधार की आवश्यकता है; सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों की विनिर्माण लागत अधिक है, और बाजार को बढ़ावा देने के लिए अभी भी प्रयासों की आवश्यकता है। हालाँकि, प्रौद्योगिकी की निरंतर उन्नति और बाजार के निरंतर विस्तार के साथ, सिलिकॉन कार्बाइड उद्योग अधिक विकास के अवसरों की शुरूआत करेगा। भविष्य में, सिलिकॉन कार्बाइड सामग्री का उपयोग अधिक क्षेत्रों में किया जाएगा, जिससे अर्धचालक उद्योग के विकास में नई जीवन शक्ति का संचार होगा।