ซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำใช้ในกาวนำไฟฟ้าและสารเคลือบป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำ เนื่องจากคุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำ (ความต้านทานที่ควบคุมได้) การนำความร้อนที่ดี ความทนทานต่ออุณหภูมิสูง ความทนทานต่อการสึกหรอ ความทนทานต่อกรดและด่าง และต้นทุนที่ต่ำกว่าผงเงิน ผงนิกเกล และท่อนาโนคาร์บอนมาก จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะสารเติมแต่งเชิงฟังก์ชันในกาวนำไฟฟ้าช่วงต่ำถึงปานกลาง กาวนำความร้อนและไฟฟ้า และสารเคลือบป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า EMI ในอุตสาหกรรม ไม่สามารถใช้เพียงอย่างเดียวสำหรับการป้องกันการนำไฟฟ้าสูง และส่วนใหญ่จะผสมกับคาร์บอนแบล็ก กราไฟต์ และผงโลหะ โดยเน้นข้อดีสี่ประการในหนึ่งเดียว ได้แก่ “การนำไฟฟ้า + การนำความร้อน + ความทนทานต่อการสึกหรอ + ความทนทานต่อการกัดกร่อนและความทนทานต่ออุณหภูมิสูง” เหมาะสำหรับยานยนต์ การควบคุมอุตสาหกรรม อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อุณหภูมิสูง และอุปกรณ์จัดเก็บพลังงาน ส่วนซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียว เนื่องจากมีคุณสมบัติเป็นฉนวนสูง จึงไม่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับงานเหล่านี้
1. การประยุกต์ใช้ผงไมโครซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำในกาวนำไฟฟ้า
เมทริกซ์กาวนำไฟฟ้าส่วนใหญ่ประกอบด้วยอีพ็อกซี ซิลิโคน และโพลียูรีเทน ซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ได้แก่ แบบมีสารตัวเติมเดี่ยว (ป้องกันไฟฟ้าสถิต) และแบบมีสารตัวเติมผสม (นำไฟฟ้า/ป้องกันไฟฟ้าสถิต) ซึ่งยังแบ่งย่อยตามสถานการณ์การใช้งานอีกด้วย:
(I) กาวนำไฟฟ้าป้องกันไฟฟ้าสถิต
เหมาะสำหรับ: การยึดติดชิ้นส่วนที่ต้องการการคายประจุไฟฟ้าสถิตและไม่เหมาะสำหรับการลัดวงจรโดยสมบูรณ์ รวมถึงโมดูลแบตเตอรี่ลิเธียม การติดตั้ง PCB การยึดติดตัวเรือนป้องกันไฟฟ้าสถิต กล่องเชื่อมต่อเซลล์แสงอาทิตย์ และโมดูลควบคุมอุตสาหกรรมที่ติดไฟได้/ระเบิดได้
ข้อดีหลัก:
1. ชั้นกาวนำความร้อน ช่วยในการระบายความร้อนเมื่อเชื่อมต่อชิ้นส่วนที่สร้างความร้อน
2. ทนต่ออิเล็กโทรไลต์และความชื้น ป้องกันการกัดกร่อนและความเสียหายของอิเล็กโทรไลต์ระหว่างการเชื่อมต่อภายในชุดแบตเตอรี่
3. ทนต่อการสึกหรอและการสั่นสะเทือน รักษาการนำไฟฟ้าและป้องกันการเป็นผงแม้ในสภาพแวดล้อมการขับขี่ที่ขรุขระ
(II) สถานการณ์การนำความร้อนและกาวนำไฟฟ้า
: การยึดติดโมดูล IGBT อุปกรณ์จ่ายไฟสำหรับแท่นชาร์จ อินเวอร์เตอร์ แหล่งจ่ายไฟสำหรับยานยนต์ และส่วนประกอบกำลังไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ซึ่งต้องการการต่อลงดินแบบนำไฟฟ้าและการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว
คุณสมบัติ: ประสิทธิภาพการยึดติดไม่เปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิสูง (180℃ ในระยะยาว) โดยไม่มีการลดลงของค่าการนำไฟฟ้าและค่าการนำความร้อน แตกต่างจากกาวเงินซึ่งมีราคาแพงมาก เหมาะสำหรับการผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าอุตสาหกรรมจำนวนมาก (III) กาวนำไฟฟ้าอุณหภูมิสูง: กาวนำไฟฟ้าออร์แกโนซิลิคอนที่เติมด้วยซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำ ใช้สำหรับปิดผนึกและยึดติดชิ้นส่วนทำความร้อนอุณหภูมิสูงและข้อต่อสายไฟอุณหภูมิสูง: ค่าการนำไฟฟ้าคงที่ที่ 200~400℃; สารตัวเติมโลหะจะเกิดออกซิเดชันและเสียหายที่อุณหภูมิสูง ในขณะที่ซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำจะไม่เกิดออกซิเดชัน; ทนต่อก๊าซไอเสียอุณหภูมิสูงและการกัดกร่อนจากกรด/ด่างระเหย ผสมผสานคุณสมบัติการปิดผนึก การนำไฟฟ้า และความทนทานต่อความร้อน
(IV) กาวนำไฟฟ้าแบบยืดหยุ่น: กาวนำไฟฟ้าแบบยืดหยุ่นชนิดโพลียูรีเทนผสมผงซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำละเอียดพิเศษ (3000~5000 เมช) ใช้สำหรับยึดปลอกสายเคเบิลป้องกันไฟฟ้าสถิตและข้อต่อท่อยางป้องกันไฟฟ้าสถิต ชั้นกาวจะไม่แตกเมื่องอ และเส้นทางนำไฟฟ้ายังคงไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้การเสียรูปซ้ำๆ ทนต่อน้ำมันและการเสื่อมสภาพตามอายุ
II. การประยุกต์ใช้ผงไมโครซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำในสารเคลือบป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) สารเคลือบ
ป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอาศัยการสูญเสียการนำไฟฟ้า การสูญเสียการโพลาไรซ์ของไดอิเล็กทริก และการสะท้อนหลายครั้งเพื่อดูดซับและลดทอนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำไม่ค่อยถูกนำมาใช้เพียงอย่างเดียวสำหรับการป้องกันที่มีประสิทธิภาพสูง ส่วนใหญ่จะใช้ร่วมกับผงคาร์บอนแบล็ก ผงเหล็กคาร์บอนิล และผงนิกเกล และแบ่งออกเป็นสามประเภท ได้แก่ การป้องกันเพื่อการควบคุมในอุตสาหกรรมพลเรือน การป้องกันที่อุณหภูมิสูง และการป้องกันที่เข้ากันได้กับการดูดซับคลื่นไมโครเวฟ
(I) สารเคลือบป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับงานอุตสาหกรรมทั่วไป (ตัวเรือนอุปกรณ์, แชสซี, กล่องควบคุมไฟฟ้า)
เหมาะสำหรับ: ตัวแปลงความถี่, แชสซีเซิร์ฟเวอร์, เราเตอร์อุตสาหกรรม, ตัวเรือนแท่นชาร์จ, อุปกรณ์รักษาความปลอดภัย, การป้องกันการรบกวนคลื่นความถี่วิทยุ 300MHz~10GHz
(II) สารเคลือบป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอุณหภูมิสูง (การควบคุมทางอุตสาหกรรมอุณหภูมิสูง การควบคุมบนเครื่องบิน การควบคุมทางไฟฟ้าในงานโลหะวิทยา)
สารตัวเติมโลหะทั่วไป (อะลูมิเนียม นิกเกล) จะเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงกว่า 200℃ ทำให้ประสิทธิภาพการป้องกันลดลงอย่างรวดเร็ว ระบบเคลือบซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำที่ทนต่ออุณหภูมิสูงเหมาะสำหรับสภาวะการทำงานที่อุณหภูมิ 200~450℃
(III) สารเคลือบป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบดูดซับ (เรดาร์ อุปกรณ์ RF การป้องกันแบบดูดซับ) การป้องกันแบบดั้งเดิมอาศัยการสะท้อนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งอาจก่อให้เกิดการรบกวนรองได้ง่าย ซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำที่ผสมกับเฟอร์ไรต์และผงเหล็กคาร์บอนิลจะสร้างสารเคลือบป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบดูดซับ โดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกดูดซับโดยการสูญเสียทางไดอิเล็กทริกและแม่เหล็กภายในสารเคลือบ ส่งผลให้มีการสะท้อนต่ำมาก
(IV) สารเคลือบป้องกันไฟฟ้าสถิตแบบสองในหนึ่งเดียว (สำหรับโรงงานที่เกี่ยวข้องกับวัตถุไวไฟและวัตถุระเบิด โรงงานผลิตแบตเตอรี่ลิเธียม) สารเคลือบเหล่านี้ต้องสามารถป้องกันเครื่องมือที่มีความแม่นยำจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าจากภายนอก และระบายไฟฟ้าสถิตเพื่อป้องกันการระเบิด การควบคุมปริมาณสารตัวเติมซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำอย่างแม่นยำส่งผลให้ได้สารเคลือบที่มีความต้านทานสูง ป้องกันการสะสมของไฟฟ้าสถิตและหลีกเลี่ยงการนำไฟฟ้าเต็มที่ซึ่งอาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรและประกายไฟ เมื่อรวมกับคาร์บอนแบล็กในปริมาณเล็กน้อยเพื่อปรับแต่งการป้องกัน สารเคลือบเหล่านี้จึงนิยมใช้ในสายการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมและห้องเครื่องมือเคมี
(V) สถานการณ์การป้องกันเฉพาะทาง
1. สารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนสำหรับท่อส่ง: ซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำช่วยป้องกันกระแสไฟฟ้ารั่วซึมบนผนังด้านในของท่อส่งสารเคมี พร้อมทั้งต้านทานการกัดกร่อนจากกรดและด่าง และป้องกันการกัดกร่อนทางไฟฟ้าเคมีของท่อส่ง
2. สีเคลือบป้องกันสำหรับอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์: ผสานคุณสมบัติการป้องกัน การระบายความร้อน และความต้านทานต่อรังสียูวี ช่วยแก้ปัญหาการสะสมความร้อนในอินเวอร์เตอร์แบบปิดผนึก
3. สารเคลือบป้องกันสายเคเบิล: สารเคลือบผิวสายเคเบิลแบบอัดขึ้นรูป มีความยืดหยุ่นและทนต่อการดัดงอ เหมาะสำหรับการใช้งานกลางแจ้งที่ทนต่อสภาพอากาศ
III. ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างซิลิคอนคาร์ไบด์ สีเขียว และซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำ: ซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียวมีความบริสุทธิ์และความต้านทานสูงมาก และเป็นสารเติมแต่งที่เป็นฉนวน จึงไม่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับกาวนำไฟฟ้าหรือการป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ส่วนซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำได้รับคุณสมบัติการนำไฟฟ้าแบบกึ่งตัวนำจากสิ่งเจือปนตามธรรมชาติ และเป็นซิลิคอนคาร์ไบด์ชนิดเดียวที่เหมาะสมสำหรับการป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จึงไม่ควรใช้แทนกันได้