يمثل كربيد السيليكون (SiC) العديد من التحديات على الرغم من خصائصه المفيدة مثل الموصلية الحرارية العالية والتمدد الحراري المنخفض والصلابة الاستثنائية. وتشمل التحديات الرئيسية صعوبة التصنيع والحساسية للصدمات الحرارية والحاجة إلى تقنيات معالجة متخصصة.
صعوبات التصنيع:
كربيد السيليكون شديد الصلابة، مما يجعل من الصعب تصنيعه في أجزاء دقيقة. طرق التصنيع التقليدية ليست فعالة بسبب صلابة المادة. وكما ذكرنا، يجب أن يتم تصنيع الأجزاء الدقيقة من كربيد السيليكون CVD SiC عن طريق تقنيات الطحن بالماس. لا تستغرق هذه العملية وقتًا طويلاً فحسب، بل إنها مكلفة أيضًا بسبب ارتفاع تكلفة أدوات الماس والطاقة اللازمة للطحن. بالإضافة إلى ذلك، تستلزم الخصائص الكهربائية للسيليكون، لا سيما مقاومته الكهربائية المنخفضة، استخدام تقنيات متخصصة مثل التفريغ الكهربائي (EDM) لإنشاء ميزات دقيقة. وهذا يزيد من تعقيدات وتكلفة تصنيع مكونات سيليكون SiC.حساسية الصدمات الحرارية:
على الرغم من أن كلوريد السيليكون يتمتع بموصلية حرارية عالية (120-270 واط/م كلفن) وتمدد حراري منخفض (4.0x10-6/درجة مئوية)، مما يساهم بشكل عام في مقاومته للصدمات الحرارية، إلا أن التغيرات السريعة في درجات الحرارة يمكن أن تؤدي إلى حدوث ضغوط حرارية تؤدي إلى تشققات دقيقة. وتتطلب هذه الحساسية للصدمة الحرارية دراسة متأنية في التطبيقات التي تنطوي على التسخين أو التبريد السريع. يمكن أن يساعد طلاء أكسيد السيليكون الواقي الذي يتشكل في درجات الحرارة العالية في التخفيف من هذه المشكلة، ولكنه ليس حلاً كاملاً. يجب على المهندسين تصميم مكونات ذات انتقالات تدريجية لدرجات الحرارة لمنع التلف، مما قد يحد من المرونة التشغيلية لمكونات SiC.
تقنيات المعالجة المتخصصة:
