În echipamentele aerospațiale și auto, electronica funcționează adesea la temperaturi ridicate, cum ar fi motoarele de avioane, motoarele de mașini, navele spațiale în misiuni în apropierea soarelui și echipamentele pentru temperaturi ridicate din sateliți. Se utilizează dispozitive obișnuite din Si sau GaAs, deoarece acestea nu funcționează la temperaturi foarte ridicate, deci aceste dispozitive trebuie plasate într-un mediu cu temperatură scăzută. Există două metode: una este de a plasa aceste dispozitive departe de temperaturi ridicate și apoi de a le conecta la dispozitivul care urmează să fie controlat prin cabluri și conectori; cealaltă este de a plasa aceste dispozitive într-o cutie de răcire și apoi de a le plasa într-un mediu cu temperatură ridicată. Evident, ambele metode adaugă echipamente suplimentare, cresc calitatea sistemului, reduc spațiul disponibil pentru sistem și fac sistemul mai puțin fiabil. Aceste probleme pot fi eliminate prin utilizarea directă a dispozitivelor care funcționează la temperaturi ridicate. Dispozitivele SIC pot fi operate direct la 3M — cail Y fără răcire la temperatură ridicată.
Electronica și senzorii din SiC pot fi instalați în interiorul și pe suprafața motoarelor de aeronave fierbinți și pot funcționa în continuare în aceste condiții extreme de funcționare, reducând considerabil masa totală a sistemului și îmbunătățind fiabilitatea. Sistemul de control distribuit bazat pe SIC poate elimina 90% din cablurile și conectorii utilizați în sistemele tradiționale de control al ecranelor electronice. Acest lucru este important deoarece problemele legate de cabluri și conectori sunt printre cele mai frecvente probleme întâlnite în timpul perioadelor de nefuncționare a aeronavelor comerciale de astăzi.
Conform evaluării USAF, utilizarea electronicii avansate din SiC în F-16 va reduce masa aeronavei cu sute de kilograme, va îmbunătăți performanța și eficiența consumului de combustibil, va crește fiabilitatea operațională și va reduce semnificativ costurile de întreținere și timpul de nefuncționare. În mod similar, electronica și senzorii din SiC ar putea îmbunătăți performanța avioanelor comerciale, cu profituri economice suplimentare raportate de milioane de dolari per aeronavă.
În mod similar, utilizarea senzorilor electronici și a componentelor electronice SiC pentru temperaturi ridicate în motoarele auto va permite o mai bună monitorizare și control al arderii, rezultând o ardere mai curată și mai eficientă. Mai mult, sistemul electronic de control al motorului SiC funcționează cu mult peste 125°C, ceea ce reduce numărul de cabluri și conectori din compartimentul motorului și îmbunătățește fiabilitatea pe termen lung a sistemului de control al vehiculului.
Sateliții comerciali de astăzi necesită radiatoare pentru a disipa căldura generată de componentele electronice ale navei spațiale și ecrane pentru a proteja componentele electronice ale navei spațiale de radiațiile spațiale. Utilizarea componentelor electronice din SiC pe navele spațiale poate reduce numărul de cabluri și conectori, precum și dimensiunea și calitatea ecranelor antiradiații, deoarece componentele electronice din SiC nu numai că pot funcționa la temperaturi ridicate, dar au și o rezistență puternică la radiațiile de amplitudine. Dacă costul lansării unui satelit pe orbita Pământului este măsurat în masă, reducerea masei folosind componente electronice din SiC ar putea îmbunătăți economia și competitivitatea industriei satelitare.
Navele spațiale care utilizează dispozitive SiC rezistente la temperaturi ridicate și la iradiere ar putea fi utilizate pentru a efectua misiuni mai dificile în jurul sistemului solar. În viitor, când oamenii vor efectua misiuni în jurul soarelui și al suprafeței planetelor din sistemul solar, dispozitivele electronice SiC cu caracteristici excelente de rezistență la temperaturi ridicate și radiații vor juca un rol cheie pentru navele spațiale care lucrează în apropierea soarelui. Utilizarea dispozitivelor electronice SiC poate reduce protecția navelor spațiale și a echipamentelor de disipare a căldurii, astfel încât mai multe instrumente științifice pot fi instalate în fiecare vehicul.
Data publicării: 23 august 2022