碳化硅陶瓷在這四個行業(yè)中的應(yīng)用

  隨著電動汽車、智能電網(wǎng)、核電、太陽能以及航海、航空、航天、高鐵交通等能源領(lǐng)域的不斷發(fā)展，我們對電力設(shè)備的性能有了更高的要求。 然而，目前以硅材料為基礎(chǔ)的第一代半導(dǎo)體材料已經(jīng)接近其性質(zhì)所決定的理論極限。

  第三代半導(dǎo)體材料具有更寬的帶寬、更高的擊穿電場、熱導(dǎo)率、電子飽和以及更高的抗輻射能力，適用于制造高溫、高頻、抗輻射和大功率器件。它們有望取代第一代半導(dǎo)體材料硅，以滿足未來更高的要求，并將在工業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用。

  碳化硅陶瓷材料是最成熟的第三代半導(dǎo)體材料，也是最有潛力的應(yīng)用領(lǐng)域之一。其各項指標(biāo)優(yōu)于硅，帶寬幾乎是硅的三倍。此外，碳化硅器件的理論工作溫度為600°C，遠(yuǎn)高于硅器件。

  以下是碳化硅在各個領(lǐng)域的應(yīng)用:
電動汽車
  碳化硅作為電動汽車充電模塊和電氣模塊的核心先進(jìn)電子材料，可以實現(xiàn)綠色、低碳、智能和可持續(xù)發(fā)展。使用碳化硅作為能源供應(yīng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三個方面: (1)提高頻率，簡化供電網(wǎng)絡(luò)； (2)減少損耗和溫升；和 (3)縮小體積，提高效率。碳化硅組件可以提高純電動汽車或混合動力汽車的動力轉(zhuǎn)換性能。在電動汽車的電動模塊中，電動機(jī)為主動負(fù)載，其轉(zhuǎn)速范圍較寬，在行駛過程中需要頻繁的加減速，因此工況比一般的調(diào)速系統(tǒng)更復(fù)雜。
新傳輸系統(tǒng)
  這碳化硅粉末開關(guān)是硅基器件的理想替代品，因為它在高壓、高溫和高頻應(yīng)用中具有極低的開路電阻。碳化硅組件的使用可以將功率損耗降低五倍以上，同時將尺寸和重量減少40%以上，這將對未來的電網(wǎng)配置和能源戰(zhàn)略調(diào)整產(chǎn)生重大影響。
太陽能領(lǐng)域
  碳化硅功率器件適用于一些高功率模塊應(yīng)用，如太陽能逆變器。它能夠?qū)崿F(xiàn)更小的尺寸、更低的材料成本和更高的效率。新標(biāo)準(zhǔn)太陽能硅基逆變器的典型轉(zhuǎn)換效率接近96%，而碳化硅基逆變器的平均效率可以提高到97.5%，這相當(dāng)于逆變器損耗減少了25%。此外，基于碳化硅的逆變器可以將風(fēng)電場的轉(zhuǎn)換效率提高20%。
LED照明
  目前，以碳化硅為核心材料的第三代半導(dǎo)體材料技術(shù)和LED光電器件應(yīng)用正在成為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)新的戰(zhàn)略高地。碳化硅LED照明設(shè)備可減少原有LED燈數(shù)量1/3，降低成本40-50%，亮度提高2倍，導(dǎo)熱系數(shù)提高10倍以上。在日常生活中，碳化硅LED半導(dǎo)體照明還可以應(yīng)用于各種信號燈、室內(nèi)照明、信息屏、彩色顯示設(shè)備等。，可實現(xiàn)較高的電光轉(zhuǎn)換效率，并達(dá)到降低成本和污染的顯著目的。

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