Nelle apparecchiature aerospaziali e automobilistiche, l'elettronica opera spesso ad alte temperature, come nei motori di aerei e automobilistici, nei veicoli spaziali in missioni vicino al sole e nelle apparecchiature ad alta temperatura nei satelliti. Si utilizzano i consueti dispositivi in Si o GaAs, poiché non funzionano a temperature molto elevate e devono quindi essere collocati in un ambiente a bassa temperatura. Esistono due metodi: uno consiste nel posizionare questi dispositivi lontano dalle alte temperature e poi collegarli al dispositivo da controllare tramite cavi e connettori; l'altro consiste nel collocare questi dispositivi in un box di raffreddamento e poi riporli in un ambiente ad alta temperatura. Ovviamente, entrambi questi metodi aggiungono apparecchiature aggiuntive, aumentano la qualità del sistema, riducono lo spazio disponibile e lo rendono meno affidabile. Questi problemi possono essere eliminati utilizzando direttamente dispositivi che funzionano ad alte temperature. I dispositivi in Si possono utilizzare direttamente a 3M-cail Y senza raffreddamento ad alta temperatura.
L'elettronica e i sensori in SiC possono essere installati all'interno e sulla superficie dei motori aeronautici ad alta temperatura e continuare a funzionare anche in queste condizioni operative estreme, riducendo notevolmente la massa totale del sistema e migliorandone l'affidabilità. Il sistema di controllo distribuito basato su SIC può eliminare il 90% dei cavi e dei connettori utilizzati nei tradizionali sistemi di controllo elettronico dello scudo. Questo è importante perché i problemi ai cavi e ai connettori sono tra i problemi più comuni riscontrati durante i tempi di fermo negli aerei commerciali odierni.
Secondo la valutazione dell'USAF, l'utilizzo di componenti elettronici avanzati in SiC nell'F-16 ridurrà la massa del velivolo di centinaia di chilogrammi, migliorerà le prestazioni e l'efficienza del carburante, aumenterà l'affidabilità operativa e ridurrà significativamente i costi di manutenzione e i tempi di fermo. Analogamente, l'elettronica e i sensori in SiC potrebbero migliorare le prestazioni degli aerei di linea commerciali, con profitti economici aggiuntivi stimati in milioni di dollari per aereo.
Analogamente, l'utilizzo di sensori elettronici ad alta temperatura e componenti elettronici in SiC nei motori automobilistici consentirà un migliore monitoraggio e controllo della combustione, con conseguente combustione più pulita ed efficiente. Inoltre, il sistema di controllo elettronico del motore in SiC funziona ben oltre i 125 °C, riducendo il numero di cavi e connettori nel vano motore e migliorando l'affidabilità a lungo termine del sistema di controllo del veicolo.
Gli odierni satelliti commerciali richiedono radiatori per dissipare il calore generato dall'elettronica del veicolo spaziale e scudi per proteggere l'elettronica del veicolo spaziale dalle radiazioni spaziali. L'utilizzo di componenti elettronici in SiC sui veicoli spaziali può ridurre il numero di cavi e connettori, nonché le dimensioni e la qualità degli scudi anti-radiazione, poiché i componenti elettronici in SiC non solo possono funzionare ad alte temperature, ma presentano anche un'elevata resistenza alle radiazioni di ampiezza. Se il costo del lancio di un satellite in orbita terrestre si misura in massa, la riduzione di massa ottenuta utilizzando componenti elettronici in SiC potrebbe migliorare l'economia e la competitività dell'industria satellitare.
I veicoli spaziali che utilizzano dispositivi SiC resistenti alle radiazioni ad alta temperatura potrebbero essere utilizzati per svolgere missioni più impegnative attorno al sistema solare. In futuro, quando gli esseri umani effettueranno missioni attorno al Sole e sulla superficie dei pianeti del sistema solare, i dispositivi elettronici SiC con eccellenti caratteristiche di resistenza alle alte temperature e alle radiazioni svolgeranno un ruolo chiave per i veicoli spaziali che operano vicino al Sole. L'uso di dispositivi elettronici SiC può ridurre la protezione dei veicoli spaziali e delle apparecchiature di dissipazione del calore, consentendo l'installazione di un maggior numero di strumenti scientifici in ogni veicolo.
Data di pubblicazione: 23 agosto 2022