Keramik Silikon Karbida

Silikon karbida (juga disebut sebagai karborundum) adalah senyawa kimia anorganik yang ditemukan secara alami hanya dalam jumlah yang sangat terbatas sebagai moissanite tetapi telah diproduksi secara massal sebagai bubuk dan kristal sejak tahun 1893 sebagai bahan abrasif. Silikon karbida memiliki ketahanan terhadap korosi dan keausan yang sangat baik serta koefisien muai panas yang rendah dan stabilitas kimiawi yang sangat baik, sehingga sangat dihargai oleh industri.

Kekuatan suhu tinggi

Keramik silikon karbida menonjol sebagai salah satu bahan keramik yang paling keras dan paling tahan lama, mudah menahan suhu tinggi tanpa pecah di bawah tekanan. Berkat sifat ini, keramik silikon karbida unggul dalam kondisi ekstrem - seperti korosi kimia atau guncangan termal - menjadikannya bahan yang ideal untuk penggunaan industri.

Keramik silikon karbida dikenal sangat keras, namun tetap memiliki koefisien muai panas yang rendah, sehingga cocok untuk aplikasi yang melibatkan pabrik kimia, pabrik kimia, dan peralatan industri yang terpapar panas dan tekanan tinggi. Selain itu, kombinasi ini memungkinkan keramik silikon karbida tahan terhadap keausan mekanis serta keausan akibat keausan abrasif tanpa retak atau pecah akibat gaya benturan. Sifat ini menjadikan keramik silikon karbida sebagai solusi yang tak ternilai harganya.

Keramik silikon karbida terkenal dengan sifat insulasi listriknya yang unggul, sehingga cocok untuk aplikasi yang membutuhkan konduktivitas tingkat tinggi seperti fabrikasi resistor dan varistor. Keramik silikon karbida semakin disukai daripada opsi lain untuk aplikasi manufaktur semikonduktor karena ketahanannya terhadap serangan bahan kimia pada suhu tinggi dan sifat retensi kekuatannya, sehingga cocok untuk penopang baki wafer, dayung, dan aplikasi manufaktur semikonduktor lainnya. Armor baja sering kali menjadi bahan pilihan untuk perlindungan balistik lapis baja keras karena ketahanan abrasi dan kinerja balistiknya yang unggul, serta secara signifikan lebih ringan daripada armor aluminium oksida yang memungkinkan kendaraan beroperasi lebih efisien dan ekonomis dalam hal biaya operasi dan pemeliharaan. Armor keramik juga memiliki manfaat tersendiri ketika mempertimbangkan perlindungan balistik lapis baja keras karena ketahanan abrasi yang tinggi membuat biaya perawatan lebih rendah untuk kendaraan yang menggunakannya dibandingkan dengan opsi baja atau armor aluminium oksida.

Ketahanan aus yang sangat baik

Silikon karbida adalah salah satu keramik tahan api yang paling keras dan paling tahan lama, menawarkan ketahanan yang sangat baik terhadap asam dan lelehan sekaligus memiliki ekspansi termal yang rendah dan stabilitas kimiawi. Selain itu, ketahanannya yang kuat terhadap oksidasi membuatnya cocok untuk proyek konstruksi bersuhu tinggi seperti pabrik kimia, pabrik, atau ekspander.

Silikon karbida menonjol di antara bahan keramik dengan sifat mekanik dan teknik produksi yang unggul dibandingkan dengan AlN, seperti aluminium nitrida (AlN). Dengan demikian, silikon karbida memiliki banyak aplikasi yang menuntut termasuk pencetakan 3D, balistik, manufaktur kertas dan produksi kimia serta segel hidrolik/pneumatik untuk pompa dan sistem penggerak.

Ketahanan aus silikon karbida telah dibuktikan di berbagai kondisi tanah. SiC berikatan nitrida menunjukkan ketahanan yang lebih besar daripada baja dan boron karbida terhadap keausan; namun, pada tanah yang sedang dan berat, butiran pasir yang gembur akan menggores permukaan gesekan, sementara partikel lunak menyebabkan pemotongan mikro dan kerutan pada permukaan.

Ketahanan aus abrasif yang tinggi dari SiC dapat dikaitkan dengan kekerasan dan stabilitas kimianya, selain sifat insulasi listrik yang sangat baik, modulus Young yang tinggi, koefisien muai panas yang rendah, biaya rendah per satuan luas, dan beragam kegunaannya seperti pelat dan pelapis aus.

Koefisien ekspansi termal yang rendah

Koefisien muai panas keramik silikon karbida yang rendah menjadikannya bahan serbaguna yang cocok untuk berbagai penggunaan, mulai dari abrasif nosel peledakan hingga komponen seal tahan korosi dan keausan pada pompa dan seal mekanis. Berkat komposisinya yang ringan, ketahanan kimiawi yang universal, dan ketersediaannya yang siap pakai, keramik silikon karbida telah menjadi salah satu keramik teknik yang paling umum digunakan saat ini. Bobot keramik silikon karbida yang ringan, ketahanan kimiawi universal, dan ketersediaan siap pakai menjadikannya salah satu keramik teknik yang paling sering digunakan saat ini - dan sering kali salah satu yang digunakan - aplikasinya bergantung pada mekanika kontak antara asperitas permukaan pada asperitas permukaannya sehingga memungkinkannya bekerja secara efektif dalam aplikasi yang bergantung pada asperitas permukaan yang bersentuhan dengan asperitas permukaan pada permukaannya. Sifat tribologi permukaannya berkontribusi pada kinerja superiornya dalam aplikasi semacam itu di mana mekanika kontak asperitas permukaan memainkan peran integral dalam kinerja karena bergantung pada mekanisme kontak asperitas permukaan yang terpenuhi.

Keramik silikon karbida busa memiliki struktur jaringan berpori tiga dimensi dengan distribusi pori yang seragam, kerapatan relatif kecil, luas permukaan spesifik yang besar, dan permeabilitas selektif terhadap media cair dan gas. Struktur jaringan berpori tiga dimensi mereka memungkinkan penyerapan energi yang besar dan ketahanan tekanan serta fungsi kimia termal, listrik, magnetik optik yang sangat baik; sebagai hasilnya, mereka menemukan aplikasi yang luas di berbagai bidang termasuk metalurgi, industri kimia, mesin transportasi energi, biologi pertahanan nasional, perlindungan lingkungan komponen elektronik.

Keramik SiC diproduksi melalui sintering reaksi, sebuah proses elektrokimia yang menggunakan suhu tinggi dan arus listrik untuk membentuk produk padat dengan struktur yang sangat kompak. Komposisi atom silikon tetrahedral yang padat membentuk ikatan yang kuat dengan strukturnya yang ringkas untuk kekerasan yang luar biasa, tingkat ekspansi termal yang rendah, dan daya tahan panas - bahkan pada suhu 1600 derajat Celcius tanpa kehilangan kekuatan! Selain itu, SiC tidak dapat diserang oleh asam, alkali, atau garam cair.

Isolasi listrik yang sangat baik

Keramik silikon karbida adalah bahan nonoksida yang unggul dalam aplikasi termal (panas tinggi dan guncangan termal) dan aplikasi yang menuntut secara mekanis, dengan ketahanan korosi yang sangat baik, kekuatan tinggi, kemampuan pemesinan dengan toleransi yang ketat, dan daya dukung beban sebesar 1650oC pada daya dukung beban yang tinggi. Selain itu, ketahanan mulur keramik ini (relatif terhadap suhu aplikasi) memberikannya banyak aplikasi.

Corrosionpedia Menjelaskan Isolasi Listrik

Saat memilih isolator, sangat penting bahwa isolator harus lebih tebal dari apa yang akan dilindungi. Bahan yang lebih tipis dapat menyebabkan korsleting yang menyebabkan kebakaran, ledakan, atau cedera, sementara bahan yang lebih tebal memungkinkan jarak yang lebih besar di antara permukaan konduktif sehingga mengurangi kemungkinan korsleting.

Silikon karbida adalah salah satu bahan paling keras yang tersedia, dengan peringkat skala kekerasan Mohs yang mengesankan, yaitu 9,5. Selain itu, kekerasannya yang ekstrem memberikan ketahanan abrasi yang ekstrem dan stabilitas kimiawi - tahan terhadap sebagian besar asam organik dan anorganik pada suhu tinggi seperti asam fosfat, sulfur, dan nitrat. PEEK adalah pilihan material yang ideal untuk komponen pabrik yang harus tahan terhadap abrasi tingkat tinggi, fluktuasi suhu, dan tekanan getaran. Reactivity Bonded Sintering Plate (IPS) dapat dibentuk menjadi berbagai bentuk dengan menggunakan metode pembentukan yang berbeda - ikatan reaksi, sinter langsung, sinter rekristalisasi, dan sinter gelombang mikro - menawarkan balok, pemukul, dan pelat yang sesuai untuk membuat furnitur kiln atau produk refraktori suhu tinggi.