Siyah silisyum karbür, iletken yapıştırıcılarda ve elektromanyetik kalkan kaplamalarında kullanılır.
Siyah silisyum karbür, yarı iletken özellikleri (kontrol edilebilir direnç), iyi ısı iletkenliği, yüksek sıcaklık direnci, aşınma direnci, asit ve alkali direnci ve gümüş tozu, nikel tozu ve karbon nanotüplerden çok daha düşük maliyeti nedeniyle, düşük ila orta seviye iletken yapıştırıcılarda, termal ve elektriksel olarak iletken yapıştırıcılarda ve endüstriyel EMI elektromanyetik koruma kaplamalarında kompozit fonksiyonel dolgu maddesi olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüksek iletkenlikli koruma için tek başına kullanılamaz ve çoğunlukla karbon siyahı, grafit ve metal tozlarıyla birleştirilerek “iletkenlik + ısı iletkenliği + aşınma direnci + korozyon direnci ve yüksek sıcaklık direnci” gibi dört avantajı bir arada sunar. Otomotiv, endüstriyel kontrol, yüksek sıcaklık elektroniği ve enerji depolama ekipmanları için uygundur. Yeşil silisyum karbür ise yüksek yalıtım özelliği nedeniyle bu uygulama için tamamen uygun değildir.
I. İletken yapıştırıcılarda siyah silisyum karbür mikro tozunun uygulanması
İletken yapıştırıcı matrisler esas olarak epoksi, silikon ve poliüretandan oluşur. Siyah silisyum karbür iki ana kategoriye ayrılır: tek dolgulu (antistatik) ve bileşik dolgulu (iletken/koruyucu). Bunlar ayrıca uygulama senaryolarına göre sınıflandırılır:
(I) Antistatik İletken Yapıştırıcı Şunlar
için uygundur: Statik deşarj gerektiren ve tam kısa devre için uygun olmayan bileşenlerin yapıştırılması, lityum pil modülleri, PCB montajı, antistatik muhafaza yapıştırması, fotovoltaik bağlantı kutuları ve yanıcı/patlayıcı endüstriyel kontrol modülleri dahil.
Başlıca Avantajlar:
1. Isı üreten bileşenlerin yapıştırılması sırasında ısı dağılımına yardımcı olan, ısı iletkenliğine sahip yapıştırıcı tabaka;
2. Elektrolit ve neme dayanıklı olup, güç batarya paketleri içindeki yapıştırma sırasında elektrolit korozyonunu ve arızasını önler;
3. Aşınmaya ve titreşime dayanıklı olup, engebeli araç ortamlarında bile iletkenliği korur ve tozlanmayı önler.
(II) Isı İletkenliği ve İletken Yapıştırıcı
Senaryoları: İletken topraklama ve hızlı ısı dağılımı gerektiren IGBT modüllerinin, şarj istasyonu güç cihazlarının, invertörlerin, araç güç kaynaklarının ve fotovoltaik güç bileşenlerinin yapıştırılması.
Özellikler: Yüksek sıcaklıklarda (180℃ uzun süreli) değişmeyen yapışma performansı, iletkenlik ve ısı iletkenliğinde azalma olmaması; son derece pahalı olan gümüş yapıştırıcının aksine, endüstriyel güç cihazlarının seri üretimi için uygundur. (III) Yüksek Sıcaklık İletken Sızdırmazlık Malzemesi: Siyah silisyum karbür ile doldurulmuş organosilisyum iletken yapıştırıcı, yüksek sıcaklık ısıtma elemanlarının ve yüksek sıcaklık kablo demeti bağlantılarının sızdırmazlığı ve yapıştırılması için kullanılır: 200~400℃’de kararlı iletkenlik; metal dolgu maddeleri yüksek sıcaklıklarda oksitlenir ve bozulurken, siyah silisyum karbür oksitlenmez; yüksek sıcaklık baca gazına ve asit/alkali uçucu korozyonuna karşı dirençlidir, sızdırmazlık, iletkenlik ve ısı direncini birleştirir.
(IV) Esnek İletken Yapıştırıcı: Antistatik kablo kılıflarını ve antistatik kauçuk hortum bağlantılarını yapıştırmak için kullanılan, ultra ince siyah silisyum karbür tozu (3000~5000 mesh) ilave edilmiş poliüretan esnek iletken yapıştırıcı. Yapıştırıcı tabaka büküldüğünde çatlamaz ve iletken yol tekrarlanan deformasyon altında değişmeden kalır; yağa ve yaşlanmaya karşı dayanıklıdır.
II. Elektromanyetik Kalkanlama (EMI) Kaplamalarında Siyah Silisyum Karbür Mikropowder Uygulaması
Elektromanyetik kalkanlama kaplamaları, elektromanyetik dalgaları emmek ve zayıflatmak için iletkenlik kaybına, dielektrik polarizasyon kaybına ve çoklu yansımalara dayanır. Siyah SiC, yüksek koruma için nadiren tek başına kullanılır; esas olarak karbon siyahı, karbonil demir tozu ve nikel tozu ile birlikte kullanılır ve üç kategoriye ayrılır: sivil endüstriyel kontrol kalkanlaması, yüksek sıcaklık kalkanlaması ve mikrodalga emilimine uyumlu kalkanlama.
(I) Genel Endüstriyel Elektromanyetik Koruma Kaplamaları (Ekipman Muhafazaları, Şasiler, Elektrik Kontrol Kutuları)
Uygun olduğu yerler: frekans dönüştürücüler, sunucu şasileri, endüstriyel yönlendiriciler, şarj istasyonu muhafazaları, güvenlik ekipmanları, 300MHz~10GHz radyo frekans girişimine karşı koruma.
(II) Yüksek Sıcaklık Elektromanyetik Koruma Kaplamaları (Yüksek Sıcaklık Endüstriyel Kontrolü, Uçak Hava Araçları, Metalurjik Elektrik Kontrolü)
Sıradan metal dolgu maddeleri (alüminyum, nikel) 200℃’nin üzerinde oksitlenerek hızlı koruma arızasına neden olur; siyah silisyum karbür yüksek sıcaklığa dayanıklı sistemler 200~450℃ çalışma koşulları için uygundur.
(III) Soğurucu Koruyucu Kaplamalar (Radar, RF Ekipmanları, Soğurma Kalkanı) Geleneksel koruma, ikincil girişime kolayca neden olabilen elektromanyetik dalgaları yansıtmaya dayanır. Siyah silisyum karbür, ferrit ve karbonil demir tozu ile birleştirildiğinde, elektromanyetik dalgaların kaplama içindeki dielektrik ve manyetik kayıplar tarafından soğurulmasını sağlayan ve son derece düşük yansımaya neden olan soğurucu bir koruyucu kaplama oluşturur.
(IV) Antistatik Koruma İki Fonksiyonlu Kaplamalar (Yanıcı ve Patlayıcı Atölyeler, Lityum Pil Tesisleri) Bu kaplamalar, hassas aletleri dış elektromanyetik girişimden korumak ve patlamayı önlemek için statik elektriği boşaltmak zorundadır. Siyah silisyum karbür dolgu içeriğinin hassas kontrolü, yüksek empedanslı bir kaplama sağlar: statik birikimini önler ve kısa devre ve kıvılcımlara neden olabilecek tam iletkenliği engeller. Korumayı ince ayar yapmak için az miktarda karbon siyahı ile birleştirilen bu kaplamalar, genellikle lityum pil üretim hatlarında ve kimyasal alet odalarında kullanılır.
(V) Özel Koruma Senaryoları
1. Boru Hattı Korozyon Önleyici Kaplama: Siyah SiC, kimyasal iletken boru hatlarının iç duvarındaki başıboş akımları engellerken aynı zamanda asit ve alkali korozyonuna karşı direnç gösterir ve boru hatlarının elektrokimyasal korozyonunu önler;
2. Fotovoltaik İnverter Koruyucu Boya: Koruma, ısı dağıtımı ve UV direncini birleştirerek, kapalı inverterlerde ısı birikimi sorununu çözer;
3. Kablo Koruma Kaplaması: Ekstrüde edilmiş kablo yüzey kaplaması, esnek ve bükülmeye karşı dayanıklı olup dış mekan hava koşullarına uygundur.
III. Yeşil Silisyum Karbür ve Siyah Silisyum Karbür Arasındaki Temel Farklar : Yeşil silisyum karbür son derece yüksek saflık ve dirence sahiptir ve yalıtkan bir dolgu maddesidir; iletken yapıştırıcılar veya elektromanyetik kalkanlama için kesinlikle uygun değildir. Siyah silisyum karbür, yarı iletken iletkenliğini doğal safsızlıklar yoluyla elde eder ve iletken kalkanlama için uygun olan tek silisyum karbür türüdür; bunlar birbirinin yerine kullanılmamalıdır.