DBY铝合金电动隔膜泵性能特点和材质分析
2018-12-27 16:25:57
DBY型铝合金电动隔膜泵的工作原理是采用摆线针轮减速机传动,通过曲轴滑块机构带动双隔膜作往复运动,使工作腔容积发生交替变化从而达到将液体不断地吸入和排出,DBY铝合金电动隔膜泵,接液金属部件全部采用铝合金,质量轻,坚固耐用,长时间使用也不会发生锈蚀,用户可根据实际工况选择天然橡胶或丁晴橡胶膜片,以满足不同介质的需要,是代替螺杆泵、离心泵等输送无腐蚀性粘稠介质的首选产品。
性能特点
一、不需灌引水,自吸能力达7米。
二、通过性能好,直径在10毫米以下的颗粒、泥浆等均可以毫不费力地通过。
三、由于隔膜将被输送介质和传动机械件分开,所以介质绝对不会向外泄漏。且泵本身无轴封,使用寿命大大延长。
四、泵体介质流经部分,全部为铝合金。
铝线功率
2017-06-06 17:50:05
铝线功率要视不同型号和规格的铝线而定。10平方的铝线明装的载流量:57A。假如穿钢管敷设电流还要小10A到15A之间。根据公式:P= U×I代入式:57A×220V=12KW如在380的电路中:57A×380V=21KW4平方铝线最大负荷32A的电流,负荷7000w。纯的铝很软,强度不大,有着良好的延展性,可拉成细丝和轧成箔片,大量用于制造电线、电缆、无线电工业以及包装业。它的导电能力约为铜的三分之二,但由于其密度仅为铜的三分之一,因而,将等质量和等长度的铝线和铜线相比,铝的导电能力约为铜的二倍,且
价格
较铜低,所以,野外高压线多由铝做成,节约了大量成本,缓解了铜材的紧张。所以选购铝线是要了解自己的需求,想要了解更多资讯,请浏览上海
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铜线功率
2017-06-06 17:50:04
铜线一平方毫米带的功率:按最经济电流密度取电流值为一平方毫米2.5安(A),取这个可长期运行,它对线的老化、电的线损综合计算为最经济。单相每千瓦约4.55A,三相每千瓦约1.9A。如果你短时用(单线分开),线不长,通风好,不计线损和线的寿命可用到10A。 一般铜线安全计算方法是:2.5平方毫米铜电源线的安全载流量--28A。4平方毫米铜电源线的安全载流量--35A 。6平方毫米铜电源线的安全载流量--48A 。10平方毫米铜电源线的安全载流量--65A。16平方毫米铜电源线的安全载流量--91A 。25平方毫米铜电源线的安全载流量--120A。 一平方毫米的铜线,BV导线型明配最大允许电流为19安培,在220V电压下最大可承受4180W的用电器、BX型导线明配最大允许电流为21安培,在220V电压下最大可承受4620W的用电器。关于铜线功率的信息请查询上海
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隔膜电积和无隔膜电积工艺流程
2019-03-05 09:04:34
隔阂电积和无隔阂电积的工艺流程别离见图1和图2。图1 隔阂电积流程图图2 无隔阂电积流程图
隔阂电积的阴极液一般含Sb 90~100g/L和Na2S 20g∕L,阳极液主要是NaOH溶液,浓度为120~100g∕L,阳极液装入帆布袋内,阴、阳极液循环速度别离为45L∕h和12~18L∕h。电解液温度50~55℃,槽电压2.65~3V,电流效率82%~85%,每吨锑直流电耗2050~3200kW·h,碱耗为1.05t。
无隔阂电积只运用一种电解液,含Sb、NaOH和Na2S各50~60g∕L,Na2CO320~30g∕L,Na2S2O3和Na2SO3共60~65g∕L,Na2SO475~80g∕L,Na2S<1g/L。电积过程中锑和苛性钠下降,和慵懒盐含量增高,排出的电解液成分为:Sb 20~30g∕L,Na2S 90~105g∕L,NaOH 25~30g∕L,Na2S2O3和NaSO3共75~80g∕L,Na2SO4100~120g∕L,Na2CO3 25~35g∕L。无隔阂电积槽电压与隔阂电积附近,为2.7~3.0V,电流效率仅45%~55%,因此每吨锑电耗高达3000~4000kW·h。
多晶硅片功率
2017-06-06 17:50:13
我国是能源消耗大国,石油、煤炭等能源资源稀少,太阳能利用技术的研究有十分重要的意义。而多晶硅片是太阳能电池的主要材料的一种型号。当前,衡量各种太阳能电池组件电性能的主要指标是在标准测试条件下的额定输出功率。 由于光照变化,太阳能电池组件的输出功率也在不断变化,因此,在实际使用时,仅以额定输出功率衡量太阳能电池组件的电性能,不能完全反映其实际发电效能。对用户来说,更关心的是在户外条件下太阳能电池组件每瓦在一段时间内的比额定功率发电量,包括这段时间内所有户外光照情况下的发电量总和,它能较好反映太阳能电池组件在应用中的实际发电能力。由于地球上的纬度不同,日照和气候条件差别很大,而太阳能电池对日照条件非常敏感,因此,在某一地点得出的实验结论,在其他地点是否相同,尚需进一步验证。为了便于比较分析,本文针对地处北纬22.16°、东经114.1°深圳地区的非晶硅和单、多晶硅太阳能电池组件的比额定 功率发电量进行模拟,并对其结果进行了分析。 介绍和比较了非晶硅和单、多晶硅太阳能电池组件的优缺点。针对它们在并网光伏发电系统中的应用,采用PVsyst 软件对各种太阳能电池组件的比功率发电量进行模拟。结果表明,非晶硅太阳能薄膜电池板的比功率发电量大于单、多晶硅的比功率发电量。PVsyst 软件中图分类号:TM914.4 文献标识码:A 文章编号:1007-3175(2010)04-0030-03 几种太阳能电池组件比功率发电量的模拟与比较 31 电工电气 (2010 No.4) 生产技术成熟,是光伏
市场
上的主导产品。国际公认最高效率在AM1.5( 即大气质量1.5) 条件下为 24%,空间用高质量的效率在AM0( 即大气质量为0,日- 地平均距离为一个天文单位时,太阳的总辐射度和光谱分布) 条件下为13.5% ~18%,地面用大量生产的在AM1 条件下多在11% ~18%。大晶粒多晶硅太阳能电池的转换效率最高达18.6%。多晶硅 太阳能电池没有光致衰退效应,材料质量有所下降时也不会导致太阳能电池受影响,是国际上正掀起的前沿性研究热点。随硅元件使用的多少以及纯度的改变,单件功率不确定,同样面积的板块功率可以变化。薄膜晶体硅太阳能电池能够大大降低晶硅用量,但目前还处于研发阶段,尚未工业化。晶体硅片太阳能电池的优点是可在单位面积上获得较高的发电功率和稳定的发电性能。如果其中一小部分被遮挡,会产生孤岛效应,但由于其强光发电的特性,只有保障与阳光的合理角度才能达到应有的光电转换率,因此必须考虑安装角度问题,这使得可安装的总面积和平面布局都受到限制。
国内液压与气动标准大全(二)
2019-01-15 09:49:29
GB/T 15242.1-1994(2001)液压缸活塞和活塞杆动密封装置用同轴密封件尺寸系列和公差
GB/T 15242.2-1994(2001)液压缸活塞和活塞杆动密封装置用支承环尺寸系列和公差
GB/T 15242.3-1994(2001) 液压缸活塞和活塞杆动密封装置用同轴密封
neq ISO 7425-1:1988ISO 7425-2:1989 件安装沟槽尺寸和公差
GB/T 15242.4-1994(2001) 液压缸活塞活塞杆动密封装置用支承环安装沟槽尺寸和公差
GB/T 15622-1995(2001) 液压缸试验方法
neq JIS B 8354-1985
GB/T 15623.1-2003 液压传动 电调制液压控制阀 第1部分:
ISO 10770-1:1998,MOD 四通方向流量控制阀试验方法
GB/T 15623.2-2003 液压传动 电调制液压控制阀 第1部分:
ISO 10770-2:1998,MOD 三通方向流量控制阀试验方法
GB/T 17446-1998 流体传动系统及元件 术语
idt ISO 5598:1985
GB/T 17483-1998 液压泵空气传声噪声级测定规范
eqv ISO 4412-1:1991
GB/T 17484-1998 液压油液取样容器 净化方法的鉴定和控制
idt ISO 3722:1976
GB/T 17485-1998 液压泵、马达和整体传动装置参数定义和字母符号
idt ISO 4391:1983
GB/T 17486-1998 液压过滤器 压降流量特性的评定
idt ISO 3968:1981
GB/T 17487-1998 四油口和五油口液压伺服阀 安装面
idt ISO 10372:1992
GB/T 17488-1998 液压滤芯 流动疲劳特性的验证
idt ISO 3724:1976
GB/T 17489-1998 液压颗粒污染分析 从工作系统管路中提取液样
idt ISO 4021:1992
GB/T 17490-1998 液压控制阀 油口、底板、控制装置和电磁铁的标识
idt ISO 9461:1992
GB/T 17491-1998 液压泵、马达和整体传动装置稳态性能的测定
idt ISO 4409:1986
GB/T 18853-2002 液压传动过滤器 评定滤芯过滤性能的多次通过方法
ISO 16889:1999,MOD
GB/T 18854-2002 液压传动 液体自动颗粒计数器的校准
ISO 11171:1999,MOD
三、行业标准
JB/T 2184-1977 液压元件型号编制方法
JB/T 5120-2000 摆线转阀式全液压转向器
JB/T 5919-1991(2001) 曲轴连杆径向柱塞液压马达安装法兰与轴伸尺寸和标记(一)
JB/T 5920.1-1991(2001) 内曲线(向外作用)式低速大扭矩液压马达安装法兰和轴伸的尺寸系列 靠前部分 20~25MPa的轴转马达
JB/T 5921-1991(2001) 液压系统用冷却器基本参数
JB/T 5922-1991 液压二通插装阀图形符号
JB/T 5923-1997 气动 气缸技术条件
neq JIS B83771991
JB/T 5924-1991参照NFPA/T2.6.1M-1974 液压元件压力容腔体的额定疲劳压力和额定静态压力验证方法
JB/T 5963-1991 二通、三通、四通螺纹式插装阀阀孔尺寸
JB/T 5967-1991(2001) 气动元件及系统用空气介质质量等级
JB/T 6375-1992(2001) 气动阀用橡胶密封圈 尺寸系列和公差
JB/T 6376-1992(2001) 气动阀用橡胶密封圈 沟槽尺寸和公差
JB/T 6377-1992(2001) 气动气口连接螺纹 型式和尺寸
JB/T 6378-1992(2001) 气动换向阀 技术条件
JB/T 6379-1992(2001)参照ISO 6431:1992 缸内径32~320mm的可拆式单杆气缸 安装尺寸
JB/T 6656-1993(2001) 气缸用密封圈安装沟槽型式、尺寸和公差
JB/T 6657-1993(2001) 气缸用密封圈尺寸系列和公差
JB/T 6658-1993(2001) 气动用O形橡胶密封圈沟槽尺寸和公差
JB/T 6659-1993(2001) 气动用O形橡胶密封圈尺寸系列和公差
JB/T 6660-1993(2001) 气动用橡胶密封圈 通用技术条件
JB/T 7033-1993(2001)参照ISO 9110-1: 1990 液压测量技术通则
JB/T 7034-1993 液压隔膜式蓄能器型式和尺寸
JB/T 7035.1-1993 液压囊式蓄能器型式和尺寸 A型
JB/T 7035.2-1993 液压囊式蓄能器型式和尺寸 AB型
JB/T 7036-1993 液压隔离式蓄能器 技术条件
JB/T 7037-1993 液压隔离式蓄能器 试验方法
JB/T 7038-1993 液压隔离式蓄能器 壳体技术条件
JB/T 7039-1993 液压叶片泵 技术条件
JB/T 7040-1993 液压叶片泵 试验方法
JB/T 7041-1993 液压齿轮泵 技术条件
JB/T 7042-1993 液压齿轮泵 试验方法
JB/T 7043-1993 液压轴向柱塞泵 技术条件
JB/T 7044-1993 液压轴向柱塞泵 试验方法
JB/T 7046-1993(2001)参照NFPA/T3.4.7M-1975 液压蓄能器压力容腔体的额定疲劳压力和额定静态压力验证方法
JB/T 7056-1993(2001) 气动管接头 通用技术条件
JB/T 7057-1993(2001) 调速式气动管接头 技术条件
JB/T 7058-1993(2001) 快换式气动管接头 技术条件
JB/T 7373-1994(2001) 齿轮齿条摆动气缸
JB/T 7374-1994 气动空气过滤器 技术条件
JB/T 7375-1994 气动油雾器 技术条件
JB/T 7376-1994 气动空气减压阀 技术条件
JB/T 7377-1994(2001) 缸内径32~250mm整体式单杆气缸安装尺寸
eqv ISO 6430:1992
JB/T 7857-1995(2001) 液压阀污染敏感度评定方法
JB/T 7858-1995(2001) 液压元件清洁度评定方法及液压元件清洁度指标
JB/T 7938-1999 液压泵站油箱公称容量系列
JB/T 7939-1999 单活塞杆液压缸两腔面积比
eqv ISO 7181:1991
JB/T 8727-1998 液压软管总成
JB/T 8728-1998 低速大扭矩液压马达
JB/T 8729.1-1998 液压多路换向阀 技术条件
JB/T 8729.2-1998 液压多路换向阀 试验方法
JB/T 8884-1999**(JB/Z 347-89) 气动元件产品型号编制方法
JB/T 8885-1999**(ZBJ 22008-88) 液压软管总成技术条件
JB/T 9157-1999 液压气动用球涨式堵头 安装尺寸
JB/T 10205-2000 液压缸 技术条件
JB/T 10206-2000 摆线液压马达
JB/T 10364-2002 液压单项阀
JB/T 10365-2002 液压电磁换向阀
JB/T 10366-2002 液压调速阀
JB/T 10367-2002 液压减压阀
JB/T 10368-2002 液压节流阀
JB/T 10369-2002 液压手动及滚轮换向阀
JB/T 10370-2002 液压顺序阀
JB/T 10371-2002 液压卸荷溢流阀
JB/T 10372-2002 液压压力继电器
JB/T 10373-2002 液压电液动换向阀和液动换向阀
JB/T 10374-2002 液压溢流阀
LJC长轴深井泵
2019-03-18 08:36:58
性能范围(按设计点:)
流量Q:3-2000m3/h
扬程H:300m (max)
功率N:900kw (max)
转速n:2940、1460、980r/min
长轴深井泵的性能参数详见选型样本。
型号说明:LJC长轴深井泵
例:150LJC30-12.5×6
150 LJC 30 - 12.5 × 61.3抽送介质应符合以下要求:
温度不超过40℃,固体物含量(按重量计)不大于0.01%,酸碱率PH值6.5~8.5,含量不大于1.5mg/1,不含有任何油类。(使用在深井中时,井筒应正直,不允许有双向弯曲。)
1.4安全
安装、使用人员必须认真阅读、理解本安装使用说明的全部内容,严格按其要求操作。对不按其要求操作而引起机器故障和人身伤害,南京制泵有限公司恕不承担任何法律责任。
安装、使用人员必须是受过专门训练、有一定技术的专业人员。
在对LJC长轴深井泵进行任何机械、电气安装维护时,起吊、维护器具,必须安全可靠。
在对长轴深井泵进行安装及使用前后,设备基础、工作环境必须安全可靠。
在对长轴深井泵进行任何机械、电气安装维护前,必须把电机的总电源断开。在进行维护时,电机应停止转动。
在进行维护时,如果电机的总电源没有断开,水泵有可能突然起动,造成严重伤害;如果电机的总电源没有断开,还有可能会造成电击、烧伤、死亡等事故。
1.5选型须知
正确选用深井泵可延长泵、电机、水井的使用寿命,必须十分注意。
1.5.1泵型号中的机座号是指该泵可以放入比机座号大25mm的深井中,当下井深度超过30m或井管为铸铁管或水泥管时,实际井径应比该泵机座号大50mm以上。
1.5.2深井泵的流量不能大于井的正常涌水量。
1.5.3深井泵的扬程按计算:H=(H1+H2+?h)×1.1
式中:H-需要的扬程(m)
H1-井中动水位至泵座出水口中心的距离(m)
H2-泵座出水口中心至流量到达地的垂直高度(m)
?h-扬水管内阻力损失和泵座出水口后的输水管管路的阻力损失(m)管径
mm流量(m3/h)102030405060708090100504.7418.97 651.666.6414.9526.57 75 3.257.3112.9920.3029.23 100 3.084.826.949.4412.3315.6119.27150 1.622.062.54
不锈钢深井泵
2019-03-18 08:36:58
日本大新2寸清水泵:出入水口径2英寸,最高扬程32米,最大抽水量520升/分钟 雅马哈3寸清水泵 :出入水口径3英寸,最高扬程31米,最大抽水量980升/分钟 型号: 汽油清水泵 SCR-100HX ;规格: 4寸; 产品说明: 入水口径×出水口径 4"×4"; 最大总扬程 28米; 吸水扬程 8米;最大抽水量 1800升/分钟 不锈钢深井泵
潜水泵: 微型潜水泵 不锈钢潜水泵 防爆潜水泵 深井潜水泵 小型潜水泵 离心泵: 立式多级离心泵 d型多级离心泵 离心泵多级单吸 离心泵lg立式多级 氟塑料离心泵 管道离心泵 IS清水泵 ISGB便拆清水泵 ISW卧式清水泵 SG型清水管道泵 S.SH双吸泵 YT单吸清水泵 YW漩涡泵 ZX自吸泵、 ISG立式清水泵ISR型单吸热水泵 IRG型立式热水泵 IRGB立式便拆热水泵 ISWR卧式热水泵 SGR热水管道泵
碳化硅——未来功率器件材料
2019-01-25 10:19:06
1 什么是碳化硅 碳化硅(SIC)是半导体界公认的“一种未来的材料”,是新世纪有广阔发展潜力的新型半导体材料。预计在今后5~10年将会快速发展和有显著成果出现。促使碳化硅发展的主要因素是硅(SI)材料的负载量已到达极限,以硅作为基片的半导体器件性能和能力极限已无可突破的空间。 硅(SI)和碳化硅(SIC)以及其它半导体材料在电气特性和物理特性上有很大不同(表一),但有众所周知的相似元素和结构组成。 表(一) 几种半导体材料性能比较 特性 材料 SIC(4H-) SI GaAs禁带宽度(ev) 3.3 1.12 1.43临界电场(10-6v/cm) 3.0 0.25 0.50热导率(w/cmk) 5.0 1.50 0.50Vsat(107 cm/s) 2.0 1.00 1.00
事实上,碳化硅不是一种新发现的材料。有些人甚至争论说它是所有半导体的曾祖父。关于碳化硅的第一份报告是来自于1842年瑞典人之手。碳化硅不象其它矿物质那样有其自身矿藏,它也不会在自然界中自然出现,而需要用精炼炉的冶炼技术控制工艺来实现。早期碳化硅仅是用於研磨和切割用的材料。上一个世纪碳化硅的发展极其缓慢而艰难。表二显示了SIC的发展主要经历。 表(二) SIC材料发展史1905年 第一次在陨石中发现碳化硅1907年 第一只碳化硅发光二极管诞生1955年 理论和技术上重大突破,LELY提出生长高品质碳化概念,从此将SIC作为重要的电子材料1958年 在波士顿召开第一次世界碳化硅会议进行学术交流1978年 六、七十年代碳化硅主要由前苏联进行研究。到1978年首次采用“LELY改进技术”的晶粒提纯生长方法1987年~至今 以CREE的研究成果建立碳化硅生产线,供应商开始提供商品化的碳化硅基片
预计十年内(21世纪头十年)= 碳化硅器件会有突破性发展。无论是SIC单晶材料还是SIC器件制造工艺都有重大发展,碳化硅材料开始走向成熟。与硅材料一起共同作为当前和今后主要半导体材料,在有些器件领域起到不可替代的作用并占有恰当市场 碳化硅是原子的复合体而不是单晶体,主要差异和性能在于硅和碳原子的相对数目,以及原子排列的不同结构。碳化硅的物理特性取决于晶体的碳硅原子排列结构,最普通和典型的是6方晶系的结构,称之为6H、4H和3C碳化硅。[next] SIC属于“宽禁带”半导体,物理特性与硅有很大不同。单晶碳化硅(SIC)比单晶硅(SI)具有很多优越的物理特性,例如(1)大约10倍的电场强度;(2)大约高3倍的热导率;(3)大约宽3倍禁带宽度;(4)大约高一倍的饱和漂移速度(见图1)。
图1 单晶SIC和SI材料性能比较 理论上SIC器件的工作温度在500℃或更高温度,而硅器件是无法实现的。碳化硅的导热率超过铜的导热率,器件产生的热量会快速传递,这无疑对器件的通流性能提高非常有利。 SIC有很强的耐辐射性,作成的器件可以在核反应堆附近及太空中电子设备应用,较小的透射,高的电场强度以及高的饱和漂移迁移率有利于器件体积减少和复杂内部结构建立。 因此可以预见到不久将来,SIC材料和器件工艺的完善。部分SI领域被SIC来替代是指日可待的目标。 半导体材料发展的历史表明,“宽禁带”材料始终处在困难和进展缓慢的状态,如果要获得成功的快速发展,必须满足以下条件: l 适用及高效的衬底材料 l 超大面积和高质量单晶体薄膜的生长 l 能有效和精确地控制N型区和P型区的掺杂 l 具有合适的有效的绝缘方法,例MIS器件 l 开发表面造型和腐蚀工艺 半导体材料开发成功与否的判据主要是做成器件的性能和适用程度。SIC器件用在功率变流装置领域和高温工作状态是十分理想的材料,。上个世纪末,SIC器件开发成绩显著,PN结器件最高电压4.5KV已经诞生,并取得成功应用的实践。已经显示SIC光控二极管的灵敏度比SI同类器件高4个数量级,另外电流特性可实现更高的功率密度。这对电力电子装置的体积、效率和性能都有显著的改进作用。还可以用于雷达、汽车、飞机、通讯等特殊要求的领域。随着SIC材料和器件工艺完善和成熟,在潜在领域真正实现其价值,而其它半导体是无法达到的环境条件,特别象太空的苛刻条件将为SIC器件优点提供一个绝好应用场合。因此无论如何 ,SIC是一种 “未来的材料”。[next] 2 理想的功率开关器件 电力半导体器件最主要特征是高电压,大功率,通态损耗小, 即功率半导体器件通态电阻小(通态压降小),开关速度(频率)快,开关损耗小. 无功率损耗的功率开关器件是不存在的,但近几年来出现了几种与此接近的器件,即与传统的功率半导体器件相比, 通态压降,开关损耗都非常小,几乎接近理想的半导体器件. SI材料的MOSFET是一种驱动简单,开关频率和速度很快,功率损耗或称开关损耗很小的功率半导体器件,但至命缺点是电压不高 , 而且随电压升高 , 功耗迅速增加.IGBT是MOSFET的改进功率器件,同样具有MOSEFT器件驱动电路简单开关速度快的特点. 在20世纪80年代IGBT取代双极型结型晶体管, 耐压水平从几百伏很快上升到2KV以上的新型功率半导体器件.但高於2KV的功率装置系统,GTO或IGCT仍然牢牢的占领和控制着市场, 令IGBT望尘莫及. GTO、IGCT作为一种功率开关器件,具有高电压,大电流,能产生很高功率的一种器件, 但需 要用比MOSFET和IGBT更复杂和功率较大的控制电路来驱动. 电力电子线路设计工程师希望有一种器件象MOSFET一样简单易用,还能象IGCT 和 GTO 一样产生很大功率的器件. SIC的MOSFET 器件基本能实现上述要求. 由表(一)清楚地看出,SIC材料具有比SI材料更高的临界电场强度,;Emax (sic)的值大约是硅的10倍.因此同样设定PN结耐压,SIC器件所需衬底材料厚度将是SI器件的十分之一. PN结耐压与衬底材料厚度关系由图(2)三角形电场分布来描述,并由公式(1)计算最大阻断电压。
图2 P+n-二极管阻断状态空间电场分布 Vb是PN耐压;Emax是击穿电场强度; W耗尽层宽度(图2)耗尽层宽度W主要由掺杂量决定的(见公式(2),低掺杂层提供了耗尽层的大部分 Nd是低掺杂浓度,ε是相对介电常数,ε0是真空电容率,V是外加电压,Vdo是内建电势。 低掺杂层提供较宽耗尽区(见图2)。SIC的击穿电场强度比SI大一个参数级,这意味有相同阻断电压的器件,为了增加更宽的耗尽层宽度,SI器件的掺杂浓度需低二个数量级,因此SI器件的有效基区宽度也近似为SIC的10倍。 以5KV耐压的整流二极管硅器件为例,根据方程式(1),耗尽层的宽度大约是350μm,方程式(2)计算出的相应掺杂浓度约2.5×1013cm-3 。而相同耐压的SIC器件高达8×1015cm-3 左右。虽然上述计算比较近似,但已明显显示出SIC器件的优点。 同样考虑5KV整流二极管,SI器件的少子寿命在10~100μs数量级,而SIC器件要求少子寿命比SI器件低1~2个数量级就足够了。 因为长的少子寿命不利于器件关断。 另外热稳定性能能确保器件高温正常工作。因为器件的所有功耗会产生热量。它只能由衬底耗散。为了保证允许的工作温度,必须配置大的冷却装置将热量耗散。由于SIC的高热导率和高温的热稳定性,与SI相比较,冷却装置明显缩小,整个系统也做的较小。 SIC的MOSEFT具有低的传导损耗 MOSEFT器件是一种性能良好的开关器件,尤其适用于20KC频率以上的电力电子装置.器件击穿电压的关系由公式(3)定性给出 方程(3)中Rds,on 是阻断PN结的特征电阻 (Ω-cm2);Vb是PN结阻断耐压;ε是介电常数; ε0是真空电容率;Emax最大临界场 μ是载流子(电子)迁移率。 半导体物理特性显示,电阻Rds.on值随着漂移区宽度的增加而增大,随着掺杂浓度的增加而减少,这是因为载流子流动数量增加的缘故。[next] 按照方式(3)不难看出,MOSFET漂移区的阻值随着击穿电压的增加成平方增加,对硅材料仅在几百伏就达到临界的最高值。而阻值是随着临界电场的增加成立方增加。因为SIC临界电场强度比硅要高10倍,所以SIC的MOSFET的传导损耗远低于硅器件。 10KV双极型SIC晶闸管 前面讨论可以断定,SIC制成的MOSFET器件和肖特基二极管的耐压远高于SI器件。可以高达几千伏电压水平,所以MOSFET器件有望在很多领域得到应用。 SIC的双极型器件,例如晶闸管10KV耐压水平也是很容易制造,少子寿命只要能保持在1μs~10μs之间就能获得良好的开关特性。双极型SI晶闸管,典型击穿电压6KV-7KV,这是器件的制造成本特性。也是与通态损耗、开关损耗之间最佳折衷。极限条件为硅片厚度1mm左右,少子寿命为100μS左右。这种器件只能用于工频条件下的系统中,由于开关损耗的过大而限制了应用范围。 SIC器件的工作温度 SI双极型功率半导体器件,合适的工作温度小于125℃。单极型器件,例如MOSFET,最高工作温度为150℃。最高承受的温度是半导体材料的极限温度,即载流的密度不再由掺杂决定,而是由半导体的禁带宽度所决定,通常称为本征温度。此极限温度之上,所有电流控制能力和电压阻断能力都会消失。对SI而言,极限温度是300℃左右。SIC器件的工作温度比SI器件工作温度高得多。由于SIC的PN结漏电流极小,它能够在远高于300℃时还有阻断能力,极限温度可达到1000℃以上。 美国一个研究中心开发出的碳化硅MOSFET,工作温度为650℃,这种高温能力为电力电子系统设计工程师创造很多有利条件。SIC器件的低损耗都是以硅器件对比而言的。 SIC器件和SI器件性能主要差异见表三 表三 SI器件与SIC器件性能比较 材料性能 SI器件 SIC器件电流密度(A/cm2) 30 100~300(可达500)最高工作温度(℃) 180-200(PN) 600(max)(PIN)器件耐压 1 5~10(倍)通态损耗 1 1/4~1/10开关损耗 1 1/10~1/100工作温度(℃) 180 300~500
3 SIC器件制造 SIC器件研发工作与SIC材料一样,西方发达国家,以大学和有实力的大公司为主体,投入大量资金、人力,并取得一定成果, 有很高水平的实验室样品,仅PN结耐压高达上万伏。但是真正具有商业价值,能有一定生产量的功率器件很少。最主要原因是SIC材料质量的制约。 电力电子装置所需器件要求高电压、大电流、开关损耗小等特点。就电力电子器件而言,ABB公司在SIC器件研究开发方面在投入资金、成果水平都处在世界领先水平。研究成果之一是击穿电压为4.5KV PIN二极管和2.5KV JBS(结型势肖特基二极管) 当前SIC的单极型器件的生产,材料质量问题的影响不大,仅影响大容量器件生产成品率,大功率器件采用几个芯片并联连接的形式进行封装。 SIC材料的现状,对高压双极型器件,材料质量仍存在较大问题。可靠性指标还须不能满足实际需要,而且生产成品率很低。显而易见对电力电子器件而言,SIC材料仍然是一种可敬又可畏的材料。SIC的大功率器件实现实用性和商品化之前必须先解决材料的质量问题,最需解决是贯穿基片的微管缺陷的小孔(直径为0.1μm~5μm之间)。商品化可用的基片的微管密度不大于102~103/cm2,其次是能较好形成低掺杂浓度(小于1015cm-3)的厚层(50μm以上)和双极型器件的少子寿命。[next] 美国CREE公司是世界上研发、生产SIC材料和器件最著名的公司。其中Φ35mm 4H-SIC晶片,采用热盘CVD生长35~45 μm厚的外延层,掺杂浓度为1015cm-3以下。这种掺杂取决于采用的临界电场强度,理论阻断电压是4.5~6KV。ABB公司采用一台有特殊功能的光学显微镜,将20mm2 、40mm2面积二极管方形芯片放置在无缺陷的晶片位置。这台仪器可将每一片从CREE公司购进的晶片进行检验,用计算机自动检测,识别并记录在电脑中每个缺陷在SIC晶片上正确位置。并自动生成20mm2,40mm2芯片的位置,而且还自动形成工艺性文件资料,并绘制出芯片的布置平面图形。 图3 SIC晶片上各种尺寸芯片平面布图 检查微管缺陷采用激光探头,计算机识别,数据分析并绘出一个晶图片上芯片分布图,大面积的芯片位置之外的剩余地方布置小型(1~5mm2)检测器件。(图3) ABB公司研究中心的器件研究重点,工艺包括腐蚀,介质淀积、氧化、光刻、金属化和欧姆接触的形成。光刻工艺采用激光系统平板印刷技术(Laser Lithagraphic system)。这与传统IC工艺不同,主要原因是SIC晶片表面粗糙不平,而且需进行9次曝光。重要的是Laser系统与计算机机系统连用便于自动定位。 目前SIC器件,特别是双极型功率器件难于商品化、批量生产,主要原因: (1)SIC单晶材料缺陷多,至今材料质量还未真正解决; (2)设计和工艺控制技术比较困难; (3)工艺装置特殊要求,技术标准高,例离子注入, 外延设备,激光曝光光刻机等; (4)资金投入很大,运行费用和开发费用昂贵,一般很难开展研发工作。 当前世界上研发SIC器件有美国的Cree公司,德国西门子公司,日本的东芝公司,三菱公司,富士公司。ABB公司与瑞典等合作,投入巨资开展了主要用于输变电工程的二极管,取得商品化成功。德国西门子公司的产品定位在1200V以下低压,小功率器件,已经达到商用化。ABB公司的产品主要定位在4500V,高压大电流器件。[next] 4 为什么SIC器件还不能普及 早在20世纪60年代,碳化硅器件的优点已经为人们所熟知。之所以目前尚未推广普及,是因为存在着许多包括制造在内的许多技术问题。直到现在SIC材料的工业应用主要是作为磨料(金刚砂)使用。 SIC在能够控制的压力范围内不会融化,而是在约2500℃的升华点上直接转变为气态。所以SIC 单晶的生长只能从气相开始,这个过程比SIC的生长要复杂的多,SI在大约1400℃左右就会熔化。使SIC技术不能取得商业成功的主要障碍是缺少一种合适的用于工业化生产功率半导体器件的衬底材料。对SI的情况,单晶衬底经常指硅片(wafer),它是从事生产的前提和保证。一种生长大面积 SIC衬底的方法以在20世纪70年代末研制成功。但是用改进的称为Lely方法生长的衬底被一种微管缺陷所困扰。 只要一根微管穿过高压PN结就会破坏PN结阻断电压的能力,在过去三年中,这种缺陷密度已从每平方毫米几万根降到几十根。除了这种改进外,当器件的最大尺寸被限制在几个平方毫米时,生产成品率可能在大于百分之几,这样每个器件的最大额定电流为几个安培。因此在SIC功率器件取得商业化成功之前需要对SIC的衬底材料作更大技术改进。
图4 SIC工业生产的晶片和最佳晶片的微管密度的进展 制造不同器件成品率为40% 和90% 的微管密度值 图4看出,现在SIC材料,光电子器件已满足要求,已经不受材料质量影响,器件的工业生产成品率,可靠性等性能也符合要求。高频器件主要包括MOSFET SCHOTTKY二极管内的单极器件。SIC材料的微管缺陷密度基本达到要求,仅对成品率还有一定影响。高压大功率器件用SIC材料大约还要二年的时间,进一步改善材料缺陷密度。总之不论现在存在什么困难,半导体如何发展, SIC无疑是新世纪一种充满希望的“未来的材料”。
国内液压与气动标准大全(一)
2019-01-15 09:49:29
一、采标情况:
idt或IDT表示等同采用;eqv或MOD表示等效或修改采用;neq表示非等效采用。
二、国家标准
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eqv ISO 3662:1976
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eqv ISO 4395:1978
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