ในอุปกรณ์การบินและอวกาศและยานยนต์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มักทำงานภายใต้อุณหภูมิสูง เช่น เครื่องยนต์เครื่องบิน เครื่องยนต์รถยนต์ ยานอวกาศในภารกิจใกล้ดวงอาทิตย์ และอุปกรณ์อุณหภูมิสูงในดาวเทียม ใช้เครื่องมือ Si หรือ GaAs ทั่วไป เนื่องจากไม่ทำงานภายใต้อุณหภูมิสูงมาก ดังนั้นจึงต้องวางอุปกรณ์เหล่านี้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ มีสองวิธี วิธีหนึ่งคือวางอุปกรณ์เหล่านี้ให้ห่างจากอุณหภูมิสูง จากนั้นเชื่อมต่ออุปกรณ์เหล่านี้เข้ากับอุปกรณ์ที่ต้องการควบคุมด้วยสายนำและขั้วต่อ อีกวิธีหนึ่งคือวางอุปกรณ์เหล่านี้ในกล่องระบายความร้อนแล้ววางไว้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง เห็นได้ชัดว่าทั้งสองวิธีนี้เพิ่มอุปกรณ์เพิ่มเติม เพิ่มคุณภาพของระบบ ลดพื้นที่ที่มีให้สำหรับระบบ และทำให้ระบบมีความน่าเชื่อถือน้อยลง ปัญหาเหล่านี้สามารถขจัดได้โดยการใช้อุปกรณ์ที่ทำงานภายใต้อุณหภูมิสูงโดยตรง อุปกรณ์ SIC สามารถทำงานได้โดยตรงที่อุณหภูมิ 3M — 500C โดยไม่ต้องระบายความร้อนภายใต้อุณหภูมิสูง
สามารถติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเซ็นเซอร์ SiC ภายในและบนพื้นผิวของเครื่องยนต์เครื่องบินที่ร้อนจัด และยังคงทำงานได้ภายใต้สภาวะการทำงานที่รุนแรงเหล่านี้ โดยช่วยลดมวลรวมของระบบได้อย่างมากและเพิ่มความน่าเชื่อถือ ระบบควบคุมแบบกระจายที่ใช้ SiC สามารถกำจัดสายนำและขั้วต่อที่ใช้ในระบบควบคุมโล่อิเล็กทรอนิกส์แบบเดิมได้ 90% ซึ่งถือเป็นเรื่องสำคัญ เนื่องจากปัญหาสายนำและขั้วต่อเป็นหนึ่งในปัญหาที่พบได้บ่อยที่สุดในช่วงเวลาที่เครื่องบินพาณิชย์หยุดทำงานในปัจจุบัน
ตามการประเมินของกองทัพอากาศสหรัฐ การใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์ SiC ขั้นสูงในเครื่องบิน F-16 จะช่วยลดมวลของเครื่องบินได้หลายร้อยกิโลกรัม ปรับปรุงประสิทธิภาพและประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง เพิ่มความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงาน และลดต้นทุนการบำรุงรักษาและระยะเวลาหยุดทำงานลงได้อย่างมาก ในทำนองเดียวกัน ระบบอิเล็กทรอนิกส์และเซ็นเซอร์ SiC อาจปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องบินโดยสารเชิงพาณิชย์ได้ โดยรายงานผลกำไรทางเศรษฐกิจเพิ่มเติมเป็นล้านดอลลาร์ต่อเครื่องบินหนึ่งลำ
ในทำนองเดียวกัน การใช้เซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์อุณหภูมิสูง SiC และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในเครื่องยนต์ยานยนต์จะช่วยให้ตรวจสอบและควบคุมการเผาไหม้ได้ดีขึ้น ส่งผลให้การเผาไหม้สะอาดและมีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้ ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์เครื่องยนต์ SiC ยังทำงานได้ดีที่อุณหภูมิสูงกว่า 125°C ซึ่งช่วยลดจำนวนสายนำและขั้วต่อในห้องเครื่อง และปรับปรุงความน่าเชื่อถือในระยะยาวของระบบควบคุมรถยนต์
ดาวเทียมเชิงพาณิชย์ในปัจจุบันต้องใช้หม้อน้ำเพื่อระบายความร้อนที่เกิดจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของยานอวกาศ และใช้โล่ป้องกันเพื่อป้องกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของยานอวกาศจากรังสีในอวกาศ การใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ SiC บนยานอวกาศสามารถลดจำนวนสายนำและขั้วต่อ รวมถึงขนาดและคุณภาพของโล่ป้องกันรังสีได้ เนื่องจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ SiC ไม่เพียงแต่ทำงานได้ในอุณหภูมิสูงเท่านั้น แต่ยังมีความต้านทานต่อแอมพลิจูด-รังสีที่แข็งแกร่งอีกด้วย หากวัดต้นทุนการส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรของโลกเป็นมวล การลดมวลโดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ SiC จะช่วยปรับปรุงเศรษฐกิจและความสามารถในการแข่งขันของอุตสาหกรรมดาวเทียมได้
ยานอวกาศที่ใช้อุปกรณ์ SiC ที่ทนต่อการฉายรังสีอุณหภูมิสูงอาจใช้ในการปฏิบัติภารกิจที่ท้าทายมากขึ้นรอบระบบสุริยะได้ ในอนาคต เมื่อผู้คนปฏิบัติภารกิจรอบดวงอาทิตย์และพื้นผิวของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ SiC ที่ทนต่ออุณหภูมิสูงและรังสีได้ดีเยี่ยมจะมีบทบาทสำคัญในยานอวกาศที่ทำงานใกล้ดวงอาทิตย์ การใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ SiC สามารถลดการปกป้องยานอวกาศและอุปกรณ์ระบายความร้อนได้ จึงสามารถติดตั้งเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ได้มากขึ้นในยานแต่ละลำ
เวลาโพสต์ : 23 ส.ค. 2565