Inom flyg- och fordonsutrustning arbetar elektronik ofta vid höga temperaturer, såsom flygmotorer, bilmotorer, rymdfarkoster på uppdrag nära solen och högtemperaturutrustning i satelliter. Använd vanliga Si- eller GaAs-komponenter, eftersom de inte fungerar vid särskilt höga temperaturer, så dessa enheter måste placeras i en lågtemperaturmiljö. Det finns två metoder: en är att placera dessa enheter borta från hög temperatur och sedan ansluta dem till den enhet som ska styras via ledningar och kontakter. Den andra är att placera dessa enheter i en kylbox och sedan placera dem i en högtemperaturmiljö. Självklart lägger båda dessa metoder till ytterligare utrustning, ökar systemets kvalitet, minskar det tillgängliga utrymmet för systemet och gör systemet mindre tillförlitligt. Dessa problem kan elimineras genom att direkt använda enheter som arbetar vid höga temperaturer. SIC-enheter kan drivas direkt vid 3M — cail Y utan kylning vid hög temperatur.
SiC-elektronik och sensorer kan installeras inuti och på ytan av heta flygplansmotorer och fortfarande fungera under dessa extrema driftsförhållanden, vilket kraftigt minskar den totala systemmassan och förbättrar tillförlitligheten. Det SIC-baserade distribuerade styrsystemet kan eliminera 90 % av de ledningar och kontakter som används i traditionella elektroniska skärmningsstyrsystem. Detta är viktigt eftersom problem med ledningar och kontakter är bland de vanligaste problemen som uppstår vid stillestånd i dagens kommersiella flygplan.
Enligt USAF:s bedömning kommer användningen av avancerad kiselkarbidelektronik i F-16 att minska flygplanets massa med hundratals kilogram, förbättra prestanda och bränsleeffektivitet, öka driftssäkerheten och avsevärt minska underhållskostnader och stilleståndstid. På liknande sätt skulle kiselkarbidelektronik och sensorer kunna förbättra prestandan hos kommersiella jetplan, med rapporterade ytterligare ekonomiska vinster i miljontals dollar per flygplan.
På liknande sätt kommer användningen av elektroniska SiC-högtemperatursensorer och elektronik i bilmotorer att möjliggöra bättre övervakning och kontroll av förbränningen, vilket resulterar i renare och effektivare förbränning. Dessutom fungerar SiC-motorns elektroniska styrsystem långt över 125 °C, vilket minskar antalet ledningar och kontakter i motorrummet och förbättrar fordonets styrsystems långsiktiga tillförlitlighet.
Dagens kommersiella satelliter kräver radiatorer för att avleda värmen som genereras av rymdfarkostens elektronik, och skärmar för att skydda rymdfarkostens elektronik från rymdstrålning. Användningen av SiC-elektronik på rymdfarkoster kan minska antalet ledningar och kontakter samt storleken och kvaliteten på strålsköldarna eftersom SiC-elektronik inte bara kan fungera vid höga temperaturer, utan också har stark amplitud-strålningsmotstånd. Om kostnaden för att skjuta upp en satellit i omloppsbana runt jorden mäts i massa, skulle massreduktionen med SiC-elektronik kunna förbättra satellitindustrins ekonomi och konkurrenskraft.
Rymdfarkoster som använder SiC-komponenter som är resistenta mot höga temperaturer och strålning skulle kunna användas för att utföra mer utmanande uppdrag runt solsystemet. I framtiden, när människor utför uppdrag runt solen och planeternas yta i solsystemet, kommer SiC-elektroniska komponent med utmärkta egenskaper mot höga temperaturer och strålning att spela en nyckelroll för rymdfarkoster som arbetar nära solen. Användningen av SiC-elektroniska komponent kan minska skyddet för rymdfarkoster och värmeavledningsutrustning, så att fler vetenskapliga instrument kan installeras i varje farkost.
Publiceringstid: 23 augusti 2022