ในอุปกรณ์การบินและอวกาศและยานยนต์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มักทำงานที่อุณหภูมิสูง เช่น เครื่องยนต์เครื่องบิน เครื่องยนต์รถยนต์ ยานอวกาศที่ปฏิบัติภารกิจใกล้ดวงอาทิตย์ และอุปกรณ์ที่ทำงานที่อุณหภูมิสูงในดาวเทียม โดยทั่วไปแล้วจะใช้อุปกรณ์ Si หรือ GaAs เนื่องจากอุปกรณ์เหล่านี้ไม่สามารถทำงานที่อุณหภูมิสูงมากได้ ดังนั้นจึงต้องวางอุปกรณ์เหล่านี้ไว้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ ซึ่งมีสองวิธีคือ วิธีแรกคือวางอุปกรณ์เหล่านี้ให้ห่างจากอุณหภูมิสูง แล้วเชื่อมต่อผ่านสายและตัวเชื่อมต่อเข้ากับอุปกรณ์ที่ต้องการควบคุม หรือวิธีที่สองคือใส่อุปกรณ์เหล่านี้ในกล่องระบายความร้อน แล้วนำไปไว้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง เห็นได้ชัดว่าทั้งสองวิธีนี้เพิ่มอุปกรณ์เพิ่มเติม เพิ่มคุณภาพของระบบ ลดพื้นที่ว่างสำหรับระบบ และทำให้ระบบมีความน่าเชื่อถือน้อยลง ปัญหาเหล่านี้สามารถแก้ไขได้โดยการใช้อุปกรณ์ที่ทำงานที่อุณหภูมิสูงได้โดยตรง อุปกรณ์ Si-C สามารถทำงานได้โดยตรงที่อุณหภูมิ 3M โดยไม่ต้องใช้ระบบระบายความร้อนที่อุณหภูมิสูง
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเซ็นเซอร์ SiC สามารถติดตั้งภายในและบนพื้นผิวของเครื่องยนต์อากาศยานที่ร้อนจัด และยังคงทำงานได้ภายใต้สภาวะการทำงานที่รุนแรงเหล่านี้ ซึ่งช่วยลดมวลรวมของระบบและเพิ่มความน่าเชื่อถือได้อย่างมาก ระบบควบคุมแบบกระจายศูนย์ที่ใช้ SiC สามารถกำจัดสายไฟและขั้วต่อที่ใช้ในระบบควบคุมแบบอิเล็กทรอนิกส์แบบดั้งเดิมได้ถึง 90% ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากปัญหาเกี่ยวกับสายไฟและขั้วต่อเป็นหนึ่งในปัญหาที่พบบ่อยที่สุดในช่วงเวลาหยุดทำงานของเครื่องบินพาณิชย์ในปัจจุบัน
จากการประเมินของกองทัพอากาศสหรัฐฯ การใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ SiC ขั้นสูงในเครื่องบิน F-16 จะช่วยลดน้ำหนักของเครื่องบินได้หลายร้อยกิโลกรัม ปรับปรุงประสิทธิภาพและประหยัดเชื้อเพลิง เพิ่มความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงาน และลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาและเวลาหยุดทำงานลงอย่างมาก ในทำนองเดียวกัน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเซ็นเซอร์ SiC สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องบินโดยสารเชิงพาณิชย์ได้ โดยมีรายงานว่าสามารถสร้างผลกำไรทางเศรษฐกิจเพิ่มเติมได้หลายล้านดอลลาร์ต่อเครื่องบิน
ในทำนองเดียวกัน การใช้เซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทนอุณหภูมิสูง SiC ในเครื่องยนต์รถยนต์จะช่วยให้สามารถตรวจสอบและควบคุมการเผาไหม้ได้ดียิ่งขึ้น ส่งผลให้การเผาไหม้สะอาดและมีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้ ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ของเครื่องยนต์ SiC ยังทำงานได้ดีที่อุณหภูมิสูงกว่า 125°C ซึ่งช่วยลดจำนวนสายไฟและขั้วต่อในห้องเครื่องยนต์ และเพิ่มความน่าเชื่อถือในระยะยาวของระบบควบคุมรถยนต์
ดาวเทียมเชิงพาณิชย์ในปัจจุบันจำเป็นต้องมีแผงระบายความร้อนเพื่อกระจายความร้อนที่เกิดจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของยานอวกาศ และแผ่นป้องกันเพื่อปกป้องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของยานอวกาศจากรังสีในอวกาศ การใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ SiC ในยานอวกาศสามารถลดจำนวนสายไฟและขั้วต่อ รวมถึงขนาดและคุณภาพของแผ่นป้องกันรังสีได้ เนื่องจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ SiC ไม่เพียงแต่ทำงานได้ที่อุณหภูมิสูงเท่านั้น แต่ยังมีคุณสมบัติทนต่อรังสีได้ดีอีกด้วย หากวัดต้นทุนการส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรของโลกด้วยมวล การลดน้ำหนักโดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ SiC จะช่วยปรับปรุงเศรษฐกิจและความสามารถในการแข่งขันของอุตสาหกรรมดาวเทียมได้
ยานอวกาศที่ใช้อุปกรณ์ SiC ที่ทนต่อรังสีอุณหภูมิสูง สามารถนำมาใช้ในการปฏิบัติภารกิจที่ท้าทายมากขึ้นรอบระบบสุริยะได้ ในอนาคต เมื่อมนุษย์ปฏิบัติภารกิจรอบดวงอาทิตย์และพื้นผิวของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ SiC ที่มีคุณสมบัติทนต่ออุณหภูมิสูงและรังสีได้ดีเยี่ยม จะมีบทบาทสำคัญสำหรับยานอวกาศที่ทำงานใกล้ดวงอาทิตย์ การใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ SiC สามารถลดความจำเป็นในการปกป้องยานอวกาศและอุปกรณ์ระบายความร้อน ทำให้สามารถติดตั้งอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ได้มากขึ้นในแต่ละยาน
วันที่โพสต์: 23 สิงหาคม 2565