En equipos aeroespaciales y automotrices, la electrónica suele operar a altas temperaturas, como en motores de aeronaves, motores de automóviles, naves espaciales en misiones cercanas al sol y equipos de alta temperatura en satélites. Se utilizan dispositivos de Si o GaAs convencionales, ya que no funcionan a temperaturas muy elevadas, por lo que deben ubicarse en un entorno de baja temperatura. Existen dos métodos: uno consiste en colocar estos dispositivos lejos de la fuente de alta temperatura y luego conectarlos al dispositivo a controlar mediante cables y conectores; el otro consiste en colocar estos dispositivos en una caja de refrigeración y luego exponerlos a un entorno de alta temperatura. Obviamente, ambos métodos añaden equipo adicional, aumentan la complejidad del sistema, reducen el espacio disponible y disminuyen la fiabilidad del sistema. Estos problemas pueden eliminarse utilizando directamente dispositivos que funcionan a altas temperaturas. Los dispositivos SiC pueden operar directamente a 3M - cail Y sin refrigeración a alta temperatura.
Los componentes electrónicos y sensores de SiC pueden instalarse dentro y sobre la superficie de los motores de aeronaves calientes y seguir funcionando en estas condiciones extremas, lo que reduce considerablemente la masa total del sistema y mejora la fiabilidad. El sistema de control distribuido basado en SiC puede eliminar el 90 % de los cables y conectores utilizados en los sistemas de control de blindaje electrónico tradicionales. Esto es importante porque los problemas con los cables y conectores son de los más comunes durante las paradas de vuelo en las aeronaves comerciales actuales.
Según la evaluación de la USAF, el uso de electrónica avanzada de SiC en el F-16 reducirá la masa de la aeronave en cientos de kilogramos, mejorará el rendimiento y la eficiencia del combustible, aumentará la fiabilidad operativa y disminuirá significativamente los costos de mantenimiento y el tiempo de inactividad. De manera similar, la electrónica y los sensores de SiC podrían mejorar el rendimiento de los aviones comerciales, con beneficios económicos adicionales que, según se informa, ascienden a millones de dólares por aeronave.
De igual modo, el uso de sensores y componentes electrónicos de alta temperatura de SiC en motores de automóviles permitirá una mejor monitorización y control de la combustión, lo que se traducirá en una combustión más limpia y eficiente. Además, el sistema de control electrónico del motor de SiC funciona correctamente por encima de los 125 °C, lo que reduce la cantidad de cables y conectores en el compartimento del motor y mejora la fiabilidad a largo plazo del sistema de control del vehículo.
Los satélites comerciales actuales requieren radiadores para disipar el calor generado por sus componentes electrónicos y blindajes para protegerlos de la radiación espacial. El uso de componentes electrónicos de SiC en las naves espaciales puede reducir la cantidad de cables y conectores, así como el tamaño y la calidad de los blindajes contra la radiación, ya que estos componentes no solo funcionan a altas temperaturas, sino que también presentan una gran resistencia a la radiación de amplitud variable. Si el coste de lanzar un satélite a la órbita terrestre se mide en masa, la reducción de masa gracias a los componentes electrónicos de SiC podría mejorar la economía y la competitividad de la industria satelital.
Las naves espaciales que utilizan dispositivos de SiC resistentes a altas temperaturas y a la radiación podrían emplearse para realizar misiones más exigentes alrededor del sistema solar. En el futuro, cuando se realicen misiones alrededor del Sol y la superficie de los planetas del sistema solar, los dispositivos electrónicos de SiC, con sus excelentes características de resistencia a altas temperaturas y a la radiación, desempeñarán un papel fundamental en las naves espaciales que operen cerca del Sol. El uso de dispositivos electrónicos de SiC puede reducir la necesidad de equipos de protección y disipación de calor en las naves espaciales, lo que permitirá instalar más instrumentos científicos en cada vehículo.
Fecha de publicación: 23 de agosto de 2022