O carboneto de silício (SiC) é um material utilizado em várias aplicações na indústria de semicondutores.
Isto deve-se às suas propriedades únicas, que incluem um largo intervalo de banda, elevada condutividade térmica, elevada mobilidade de electrões e força de campo elétrico de rutura superior.
Estas caraterísticas fazem do SiC um material ideal para dispositivos semicondutores de potência.
Este material responde às limitações dos materiais tradicionais como o silício (Si) e o arsenieto de gálio (GaAs).
Para que é utilizado o carboneto de silício nos semicondutores? 7 Aplicações principais
1. Equipamento de fabrico de semicondutores
O SiC é utilizado no fabrico de componentes para equipamento de fabrico de semicondutores.
Estes componentes incluem susceptores, anéis deslizantes, pinos de elevação, eléctrodos, anéis de focagem e revestimentos de câmaras.
São cruciais em processos como o processamento térmico rápido (RTP), gravação por plasma, deposição química de vapor (CVD), epitaxia, implantação de iões, litografia e vários métodos de limpeza.
A utilização do SiC nestas aplicações deve-se à sua resistência a temperaturas elevadas e a ambientes corrosivos.
2. Dispositivos semicondutores de potência
As propriedades do SiC tornam-no um excelente material para dispositivos de potência.
Estes dispositivos são essenciais em aplicações que requerem elevada eficiência e densidade de potência.
Os dispositivos de potência SiC, tais como díodos e transístores, podem funcionar a temperaturas, frequências e tensões mais elevadas do que os seus homólogos de silício.
Esta capacidade é particularmente vantajosa em veículos eléctricos, sistemas de energias renováveis e accionamentos de motores industriais.
3. Cerâmica condutora
As cerâmicas de SiC podem ser tornadas condutoras, o que melhora a sua maquinabilidade.
Isto permite a maquinagem por descarga eléctrica.
Isto é particularmente útil para o fabrico de peças cerâmicas de SiC de grandes dimensões ou de formas complexas.
Quando a resistividade das cerâmicas SiC é reduzida para menos de 100Ω-cm, podem ser maquinadas com precisão e rapidez.
Este facto facilita a produção de componentes complexos.
4. Ambientes corrosivos
A excelente estabilidade química e física do SiC torna-o um material ideal para componentes expostos a ambientes corrosivos.
Estes incluem bocais de dessulfurização em centrais eléctricas e componentes em bombas químicas.
Estas aplicações beneficiam da resistência do SiC a ácidos, álcalis e outros meios corrosivos.
Isto assegura um funcionamento a longo prazo e sem manutenção.
5. Aplicações de alta temperatura
O SiC é amplamente utilizado em aplicações de alta temperatura.
Estas incluem elementos de aquecimento elétrico em fornos industriais e mobiliário de fornos nas indústrias da cerâmica e do vidro.
A sua elevada condutividade térmica e resistência ao choque térmico tornam-no adequado para estes ambientes exigentes.
6. Defesa e militar
No sector da defesa, as cerâmicas de SiC são utilizadas como armaduras à prova de bala.
Isto deve-se às suas propriedades de elevada dureza e leveza.
Oferecem melhor proteção com menos peso em comparação com outros materiais.
Isto aumenta a mobilidade e a eficácia do equipamento de proteção.
7. Resistência ao desgaste
Devido à sua elevada dureza, o SiC é utilizado em abrasivos e componentes resistentes ao desgaste.
Estes incluem anéis de vedação e rolamentos.
Estas aplicações beneficiam do baixo coeficiente de atrito do SiC e da sua excelente resistência ao desgaste.
Isto garante a durabilidade e longevidade das peças mecânicas.
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