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碳化硅在光伏領(lǐng)域的應(yīng)用:光伏逆變器對光伏發(fā)電作用非常重要,不僅具有直交流變換功能,還具有較大限度地發(fā)揮太陽電池性能的功能和系統(tǒng)故障保護功能。歸納起來有自動運行和停機功能、較大功率跟蹤控制功能、防單獨運行功能(并網(wǎng)系統(tǒng)用)、自動電壓調(diào)整功能(并網(wǎng)系統(tǒng)用)、直流檢測功能(并網(wǎng)系統(tǒng)用)、直流接地檢測功能)等。
碳化硅粗料已能大量供應(yīng),但是技術(shù)含量較高的納米級碳化硅粉體的應(yīng)用短時間不可能形成規(guī)模經(jīng)濟。碳化硅晶片在我國研發(fā)尚屬起步階段,碳化硅晶片在國內(nèi)的應(yīng)用較少,碳化硅材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展缺乏下游應(yīng)用企業(yè)的支撐。就人才培養(yǎng)和技術(shù)研發(fā)等開展密切合作;加強企業(yè)間的交流,尤其要積極參加交流活動,提升企業(yè)發(fā)展水平。
利用碳化硅具有耐高溫、強度大、導(dǎo)熱性能良好、抗沖擊、作高溫間接加熱材料、如堅罐蒸餾爐、精餾爐塔盤、鋁電解槽、銅熔化爐內(nèi)襯、爐用弧型板、熱電偶保護管等。鋼鐵利用了碳化硅的耐腐蝕、抗熱沖擊耐磨損、導(dǎo)熱好的特點、用于大型高爐內(nèi)襯提高了使用壽命。
常用的碳化硅磨料有兩種不同的晶體,一種是綠碳化硅,含SiC?97%以上,主要用于磨硬質(zhì)含金工具。另一種是黑碳化硅,有金屬光澤,含SiC?95%以上,強度比綠碳化硅大,但硬度較低,主要用于磨鑄鐵和非金屬材料。在隕石和地殼中雖有少量碳化硅存在,但迄今尚未找到可供開采的礦源。
工業(yè)碳化硅因所含雜質(zhì)的種類和含量不同,而呈淺黃、綠、藍乃至黑色,透明度隨其純度不同而異。碳化硅晶體結(jié)構(gòu)分為六方或菱面體的?α-SiC和立方體的β-SiC。α-SiC由于其晶體結(jié)構(gòu)中碳和硅原子的堆垛序列不同而構(gòu)成許多不同變體,已發(fā)現(xiàn)70余種。β-SiC于2100℃以上時轉(zhuǎn)變?yōu)棣?SiC。
碳化硅的工業(yè)制法是用石英砂和石油焦在電阻爐內(nèi)煉制。煉得的碳化硅塊,經(jīng)破碎、酸堿洗、磁選和篩分或水選而制成各種粒度的產(chǎn)品。碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個常用的基本品種,其韌性高于綠碳化硅,大多用于加工抗張強度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬。
碳化硅基功率開關(guān)由于具有較低的開啟態(tài)電阻,并且能應(yīng)用于高壓、高溫、高頻場合,是硅基器件的理想替代者,如果使用碳化硅功率模塊,與使用硅功率電源裝置相比,由開關(guān)損失引起的功率損耗可降低5倍以上,對未來電網(wǎng)形態(tài)和能源戰(zhàn)略調(diào)整將產(chǎn)生重大影響,其體積與重量減小40%以上。
碳化硅功率器件針對太陽能逆變器、不間斷電源設(shè)備以及風(fēng)能電機驅(qū)動器等大功率模組件的應(yīng)用進行設(shè)計,以更小尺寸、更低物料成本以及更高的效率。碳化硅器件規(guī)模應(yīng)用于固態(tài)斷路器、換流閥、有源濾波等已有裝備為實現(xiàn)智能電網(wǎng)、加速我國能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型提供核心元器件及關(guān)鍵裝備等支撐。