Em equipamentos aeroespaciais e automotivos, os componentes eletrônicos frequentemente operam em altas temperaturas, como motores de aeronaves, motores de automóveis, espaçonaves em missões perto do Sol e equipamentos de alta temperatura em satélites. Use os dispositivos usuais de Si ou GaAs, pois eles não funcionam em temperaturas muito altas, portanto, esses dispositivos devem ser colocados em um ambiente de baixa temperatura. Existem dois métodos: um é colocar esses dispositivos longe da alta temperatura e, em seguida, por meio de cabos e conectores para conectá-los ao dispositivo a ser controlado; o outro é colocar esses dispositivos em uma caixa de resfriamento e, em seguida, colocá-los em um ambiente de alta temperatura. Obviamente, ambos os métodos adicionam equipamentos adicionais, aumentam a qualidade do sistema, reduzem o espaço disponível para o sistema e tornam o sistema menos confiável. Esses problemas podem ser eliminados usando diretamente dispositivos que funcionam em altas temperaturas. Os dispositivos SIC podem ser operados diretamente em 3M - cail Y sem resfriamento em alta temperatura.
Sensores e componentes eletrônicos de SiC podem ser instalados dentro e na superfície de motores de aeronaves aquecidos e ainda funcionar sob essas condições extremas de operação, reduzindo significativamente a massa total do sistema e aumentando a confiabilidade. O sistema de controle distribuído baseado em SIC pode eliminar 90% dos cabos e conectores usados em sistemas tradicionais de controle de blindagem eletrônica. Isso é importante porque problemas com cabos e conectores estão entre os mais comuns encontrados durante o tempo de inatividade em aeronaves comerciais atuais.
De acordo com a avaliação da USAF, o uso de eletrônica avançada de SiC no F-16 reduzirá o peso da aeronave em centenas de quilos, melhorará o desempenho e a eficiência de combustível, aumentará a confiabilidade operacional e reduzirá significativamente os custos de manutenção e o tempo de inatividade. Da mesma forma, a eletrônica e os sensores de SiC podem melhorar o desempenho de jatos comerciais, com lucros econômicos adicionais relatados na casa dos milhões de dólares por aeronave.
Da mesma forma, o uso de sensores eletrônicos de alta temperatura e componentes eletrônicos de SiC em motores automotivos permitirá melhor monitoramento e controle da combustão, resultando em uma combustão mais limpa e eficiente. Além disso, o sistema de controle eletrônico do motor de SiC funciona bem acima de 125 °C, o que reduz o número de cabos e conectores no compartimento do motor e melhora a confiabilidade a longo prazo do sistema de controle do veículo.
Os satélites comerciais atuais exigem radiadores para dissipar o calor gerado pelos componentes eletrônicos da espaçonave e blindagens para proteger os componentes eletrônicos da radiação espacial. O uso de componentes eletrônicos de SiC em espaçonaves pode reduzir o número de fios e conectores, bem como o tamanho e a qualidade das blindagens contra radiação, pois os componentes eletrônicos de SiC não só podem operar em altas temperaturas, como também possuem forte resistência à radiação de amplitude. Se o custo de lançamento de um satélite em órbita terrestre for medido em massa, a redução de massa com o uso de componentes eletrônicos de SiC poderia melhorar a economia e a competitividade da indústria de satélites.
Naves espaciais que utilizam dispositivos de SiC resistentes à radiação de alta temperatura poderão ser utilizadas para realizar missões mais desafiadoras ao redor do sistema solar. No futuro, quando missões humanas ao redor do Sol e da superfície dos planetas do sistema solar forem realizadas, dispositivos eletrônicos de SiC com excelentes características de resistência a altas temperaturas e radiação desempenharão um papel fundamental para naves espaciais que operam perto do Sol. O uso de dispositivos eletrônicos de SiC pode reduzir a proteção da nave espacial e dos equipamentos de dissipação de calor, permitindo a instalação de mais instrumentos científicos em cada veículo.
Data de publicação: 23/08/2022