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碳化硅在电力电子器件上的应用

碳化硅电力电子器件在提高电能利用效率和实现电力电子装置的小型化方面将发挥越来越大的优势。碳化硅电力电子器件能提高电能利用的效率，来实现电能损失的减少，因为相对于硅器件，碳化硅器件在降低导通电阻和减小开关损耗等方面具有优势。比如，由二极管和开关管组成的逆变电路中，仅将二极管材料由硅换成碳化硅，逆变器的电能损失就可以降低15～30%左右，如果开关管材料也换成SiC，则电能损失可降低一半以上。利用碳化硅制作的电力电子器件具备三个能使电力转换器实现小型化的特性：更高的开关速度、更低的损耗和更高的工作温度。

碳化硅器件能以硅器件数倍的速度进行开关。开关频率越高，电感和电容等储能和滤波部件就越容易实现小型化;电能损失降低，废弃碳化硅板，发热量就会相应减少，因此可实现电力转换器的小型化;而在结温方面，硅器件在200°C就达到了极限，而碳化硅器件能在更高结温和环境温度的情况下工作，这样就可以缩小或者省去电力转换器的冷却机构。 在电力电子器件应用的众多领域，比如输电系统、配电系统、电力机车、混合动力汽车、各种工业电机、光伏逆变器、风电并网逆变器、空调等白色家电、服务器及个人电脑等，碳化硅器件将逐步地展现出其性能和降低系统成本方面的优势。作为下一代电力电子器件的主要方向，碳化硅电力电子器件将为电力电子带来重要的技术革新，并推动电力电子领域在今后二、三十年的发展。

水蒸气对硅碳棒寿命的影响

水蒸汽的影响。高温下，微量的水蒸汽会对硅碳棒产生明显的氧化作用，反应方程式如下：SiC 4H2O →SiO2 CO2 4H。所产生的氢气也会侵蚀硅碳棒，严重的情况会使棒发热体龟裂、膨松，缩短棒的寿命。因此有水蒸汽产生的炉膛要求预留排气口，特别是新炉烤窑一定要特别注意。

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U型硅碳棒是由两支等直径硅碳棒共用一个冷端组成，U型硅碳棒可使在窑炉一端接电源线，发热部表面温度1500，主要用于炉温高，废旧碳化硅板，炉温均匀度要求高的窑炉，其特点是节电，使用寿命长。

硅碳棒的温度分布特性，新出货时的检查规格为在有效长度内为1500度内为才算合格，曲沃县碳化硅板，当温度分布会随着其电阻的老化而变小，具体温度分布变化也因炉内气氛、使用条件的不同而不同。

硅碳棒随着使用温度越高寿命为越短，回收碳化硅板，因此在炉膛温度超1600℃以后，氧化速度加快，寿命缩短，使用中注意尽量不要让硅碳棒表面温度过高。

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