In Luft- und Raumfahrt- und Automobilausrüstungen arbeitet die Elektronik häufig bei hohen Temperaturen, beispielsweise in Flugzeugtriebwerken, Automotoren, Raumfahrzeugen auf Missionen in der Nähe der Sonne und Hochtemperaturgeräten in Satelliten. Verwenden Sie die üblichen Si- oder GaAs-Geräte, da diese bei sehr hohen Temperaturen nicht funktionieren. Daher müssen diese Geräte in einer Umgebung mit niedrigen Temperaturen platziert werden. Es gibt zwei Methoden: Eine besteht darin, diese Geräte von der hohen Temperatur fernzuhalten und dann durch Leitungen und Anschlüsse, um sie mit dem zu steuernden Gerät zu verbinden; Die andere Möglichkeit besteht darin, diese Geräte in eine Kühlbox zu legen und sie dann einer Umgebung mit hohen Temperaturen auszusetzen. Offensichtlich fügen beide Methoden zusätzliche Ausrüstung hinzu, erhöhen die Qualität des Systems, verringern den für das System verfügbaren Platz und machen das System weniger zuverlässig. Diese Probleme können durch den direkten Einsatz von Geräten, die bei hohen Temperaturen arbeiten, behoben werden. SIC-Geräte können ohne Kühlung bei hoher Temperatur direkt an 3M — Cail Y betrieben werden.
SiC-Elektronik und -Sensoren können in und auf der Oberfläche heißer Flugzeugtriebwerke installiert werden und funktionieren auch unter diesen extremen Betriebsbedingungen, wodurch die Gesamtmasse des Systems erheblich reduziert und die Zuverlässigkeit verbessert wird. Das SIC-basierte verteilte Steuerungssystem kann 90 % der Kabel und Anschlüsse einsparen, die in herkömmlichen elektronischen Schildsteuerungssystemen verwendet werden. Dies ist wichtig, da Kabel- und Steckerprobleme zu den häufigsten Problemen gehören, die bei Ausfallzeiten in heutigen Verkehrsflugzeugen auftreten.
Nach Einschätzung der USAF wird der Einsatz fortschrittlicher SiC-Elektronik in der F-16 die Masse des Flugzeugs um Hunderte Kilogramm reduzieren, die Leistung und Treibstoffeffizienz verbessern, die Betriebszuverlässigkeit erhöhen und Wartungskosten und Ausfallzeiten deutlich reduzieren. In ähnlicher Weise könnten SiC-Elektronik und -Sensoren die Leistung von Verkehrsflugzeugen verbessern und Berichten zufolge zusätzliche wirtschaftliche Gewinne in Millionenhöhe pro Flugzeug erzielen.
Ebenso wird der Einsatz elektronischer SiC-Hochtemperatursensoren und -elektronik in Automobilmotoren eine bessere Überwachung und Steuerung der Verbrennung ermöglichen, was zu einer saubereren und effizienteren Verbrennung führt. Darüber hinaus funktioniert das elektronische Steuerungssystem des SiC-Motors deutlich über 125 °C, was die Anzahl der Leitungen und Anschlüsse im Motorraum reduziert und die langfristige Zuverlässigkeit des Fahrzeugsteuerungssystems verbessert.
Heutige kommerzielle Satelliten benötigen Strahler, um die von der Elektronik des Raumfahrzeugs erzeugte Wärme abzuleiten, und Abschirmungen, um die Elektronik des Raumfahrzeugs vor Weltraumstrahlung zu schützen. Der Einsatz von SiC-Elektronik in Raumfahrzeugen kann die Anzahl der Leitungen und Anschlüsse sowie die Größe und Qualität von Strahlungsschilden reduzieren, da SiC-Elektronik nicht nur bei hohen Temperaturen arbeiten kann, sondern auch eine hohe Amplituden-Strahlungsbeständigkeit aufweist. Wenn die Kosten für den Start eines Satelliten in die Erdumlaufbahn in Masse gemessen werden, könnte die Massenreduzierung durch SiC-Elektronik die Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit der Satellitenindustrie verbessern.
Raumfahrzeuge, die hochtemperaturbeständige, strahlungsbeständige SiC-Geräte verwenden, könnten zur Durchführung anspruchsvollerer Missionen rund um das Sonnensystem eingesetzt werden. Wenn Menschen in Zukunft Missionen rund um die Sonne und die Oberfläche der Planeten im Sonnensystem durchführen, werden SiC-Elektronikgeräte mit hervorragenden Hochtemperatur- und Strahlungsbeständigkeitseigenschaften eine Schlüsselrolle für Raumfahrzeuge spielen, die in der Nähe der Sonne arbeiten, wobei SiC-Elektronik zum Einsatz kommt Geräte können den Schutz von Raumfahrzeugen und Wärmeableitungsgeräten verringern, sodass in jedem Fahrzeug mehr wissenschaftliche Instrumente installiert werden können.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 23. August 2022