Penggunaan Silikon Karbida

Silikon karbida (SiC) adalah bahan yang sangat keras dengan banyak kegunaan. Anda mungkin menemukan SiC dalam cakram rem "keramik" berkinerja tinggi untuk mobil atau bahkan sebagai pelat keramik untuk rompi antipeluru.

Moissanite terjadi secara alami sebagai mineral langka, namun telah diproduksi secara massal dalam bentuk bubuk sejak tahun 1893 untuk digunakan sebagai bahan abrasif. Selain itu, penggunaannya sebagai komponen penting dalam elektronik semikonduktor yang beroperasi di bawah suhu dan kondisi tegangan yang ekstrem.

Refraktori suhu tinggi

Refraktori silikon karbida adalah bahan berkinerja tinggi dengan kekuatan luar biasa, ketahanan terhadap korosi, dan stabilitas guncangan termal. Tersedia dalam bentuk batu bata atau pelapis, refraktori silikon karbida digunakan dalam aplikasi seperti aplikasi suhu tinggi seperti garam cair dan produksi terak asam; fitur khusus mereka adalah ketahanannya terhadap pelunakan hingga 15.000 C pada suhu setinggi titik lelehnya (silikon karbida hitam [SiC] adalah bahan baku yang digunakan untuk refraktori ini).

Silikon Karbida, yang biasa disebut dengan rumus kimia SiC, adalah senyawa kristal yang diproduksi secara sintetis yang sangat keras yang terdiri dari silikon dan karbon yang terjadi secara alami sebagai mineral langka moissanite; namun, produksi massal dimulai pada tahun 1893 untuk digunakan sebagai bahan abrasif dan komponen yang tahan aus dalam industri dan mesin roket; selain itu, silikon karbida juga berfungsi sebagai substrat semikonduktor pada dioda pemancar cahaya (LED).

Refraktori silikon karbida yang diikat dengan tanah liat adalah pilihan ideal untuk digunakan dalam aplikasi suhu tinggi, karena proses pengikatannya memastikan integritas struktural pada suhu tinggi sekaligus menahan asam dan bahan korosif lainnya. Selain itu, refraktori yang relatif murah ini telah terbukti sangat tahan lama dari waktu ke waktu; sering kali pengujian menggunakan uji korosi uap (memotret, menimbang, dan mengukur spesimen uji sebelum terpapar uap selama 500 jam untuk melihat seberapa baik kinerjanya di bawah tekanan dan suhu yang ekstrem).

Suku cadang tahan aus

Silikon karbida dapat digunakan untuk berbagai aplikasi tahan aus. Karena kekuatan, kekerasan, daya tahan, ketahanan terhadap serangan kimia dan ketahanan suhu yang unggul, silikon karbida merupakan bahan yang sangat baik untuk memerangi keausan baja dan paduan metalurgi, sehingga cocok untuk mengganti rol logam atau suku cadang di pabrik penggulung baja, pompa pasir, hidrosiklon, penghancur, atau tabung pelapis silinder.

Pelapisan tanpa listrik menawarkan keuntungan lain; hal ini memungkinkannya untuk diterapkan secara lebih konsisten tanpa menimbulkan ketidakkonsistenan yang khas pada proses pelapisan nikel tradisional, memastikan sudut dan ceruk yang tajam tetap tajam tanpa penumpukan tepi, sementara lubang tembus tetap tidak terganggu dan tidak berubah di hampir semua konfigurasi geometris.

Silikon karbida menonjol di antara bahan perangkat elektronik karena ketahanan suhu yang unggul dan struktur atomnya yang unik, menawarkan sifat semikonduktor yang luar biasa yang membuatnya cocok untuk pembuatan perangkat elektronik. Daya tahannya terhadap variasi suhu hingga 10 kali lebih besar daripada silikon, bahan utama dalam produksi semikonduktor, serta tahan terhadap goncangan termal dan mampu menahan tekanan yang sangat tinggi. Silikon karbida digunakan secara luas sebagai komponen penting dalam semikonduktor daya untuk generator tegangan tinggi dan pengisi daya onboard untuk sistem pengisian daya kendaraan hibrida dan listrik, serta digunakan sebagai pengganti baterai litium yang mahal namun berbahaya bagi lingkungan.

Perangkat semikonduktor

Silikon karbida dalam bentuk murni bertindak sebagai isolator listrik; tetapi ketika dimodifikasi dengan pengotor atau zat doping, konduktivitas listriknya berubah untuk menunjukkan sifat semi-konduksi, tidak memungkinkan arus bebas mengalir tetapi juga tidak menolaknya. Fitur semi-konduktivitas ini membuat silikon karbida cocok untuk membuat perangkat elektronik yang memperkuat, mengalihkan, atau mengubah sinyal dalam sirkuit listrik.

Perangkat silikon karbida mendapatkan keuntungan dari memiliki celah pita lebar yang memungkinkannya beroperasi pada suhu dan frekuensi yang lebih tinggi daripada semikonduktor tradisional, sehingga cocok untuk konteks industri dan memberikan keuntungan efisiensi daya yang signifikan dibandingkan dengan rekan-rekan silikonnya.

Perangkat daya silikon karbida digunakan secara luas dalam sistem transit kereta api untuk mengurangi kehilangan energi dan meningkatkan efisiensi pengangkutan beban, selain itu perangkat ini juga digunakan pada inverter surya dan perangkat penyimpanan energi untuk meningkatkan efisiensi dan keandalan.

Dinamika pasar silikon karbida terus berkembang, karena aplikasi baru mendorong perluasan dan permintaannya. Aplikasi tersebut meliputi industri elektronika daya, otomotif, dan kedirgantaraan. Pertumbuhan pasar karbida silikon untuk elektronika daya diproyeksikan lebih dari 27% pada tahun 2021 karena meningkatnya permintaan kendaraan listrik dan permintaan infrastruktur 5G serta stasiun pengisian daya cepat; akibatnya, perluasan kapasitas dan investasi ke dalam teknologi baru harus dilakukan untuk menyediakan perangkat daya yang efisien untuk mendukungnya.

Pemrosesan kimia

Silikon karbida (SiC) adalah senyawa silikon dan karbon yang diproduksi secara sintetis dan sangat keras dengan tingkat kekerasan Mohs 9 dan hampir sekeras berlian. SiC dapat ditemukan digunakan dalam berbagai aplikasi mulai dari proses pemesinan abrasif seperti sandblasting dan penggilingan hingga komponen tahan aus untuk tungku industri, komponen tahan aus untuk substrat produksi dioda pemancar cahaya dan dioda pemancar cahaya (LED).

Refraktori juga dapat digunakan dalam material komposit, seperti yang ditemukan dalam rompi antipeluru. Kekuatan dan daya tahannya memungkinkannya untuk menahan benturan peluru dengan kecepatan tinggi, sementara tingkat penampang neutronnya yang rendah melindunginya dari kerusakan radiasi.

Ikatan reaksi dan sintering keduanya dapat digunakan untuk membuat SiC, masing-masing menghasilkan struktur mikro yang berbeda pada bahan akhir. SiC ikatan reaksi diproduksi dengan menyusupkan campuran campuran SiC dan karbon dengan silikon cair, yang bereaksi dengan karbon untuk membentuk lebih banyak partikel SiC yang kemudian mengikat partikel awal. SiC yang disinter juga dapat diproduksi dengan menggunakan bubuk SiC murni yang dicampur dengan alat bantu sintering non-oksida dan dipanaskan pada suhu tinggi hingga terjadi pemadatan.

American Elements menawarkan banyak pilihan butiran dan serbuk silika dan karbida leburan premium yang cocok untuk aplikasi di industri refraktori, kedirgantaraan, otomotif, makanan kimia, dan banyak lainnya. Peralatan penghancuran, penggilingan, dan pengklasifikasian kami yang canggih memungkinkan kami memproduksi butiran ini yang melebihi standar ANSI, FEPA, dan JIS.