Untuk Apa Silikon Karbida Digunakan?

Silikon karbida memiliki banyak aplikasi dan hadir dalam bentuk abrasif, bubuk keramik dan baju besi antipeluru.

Carborundum (SiC), senyawa kristal silikon dan karbon, adalah salah satu zat yang paling keras yang dikenal dengan sifat unik yang membuatnya bermanfaat dalam berbagai industri.

Abrasif

Silikon karbida bersifat keras dan rapuh, menjadikannya bahan abrasif yang efektif. Produsen menggunakannya dalam memproduksi produk seperti amplas; bahan ini tersedia dalam berbagai ukuran butiran dari yang kasar hingga yang sangat halus untuk operasi penggerindaan, dengan yang lebih kasar digunakan untuk menghilangkan stok dalam jumlah besar dalam operasi penggerindaan awal sementara yang lebih halus memoles permukaan benda kerja untuk menghasilkan hasil akhir yang halus.

Silikon karbida abrasif digunakan pada produk yang membutuhkan daya tahan tinggi, seperti rem mobil dan pelat keramik yang digunakan pada rompi antipeluru. Selain itu, bahan ini juga dapat ditemukan dalam bahan komposit seperti silikon karbida yang diperkuat serat karbon (CFRC).

Tahan api

Silikon karbida adalah bahan baku yang sangat diperlukan dalam produksi bahan tahan api. Dengan sifat kimia yang stabil, konduktivitas termal yang tinggi, koefisien muai panas yang kecil, dan ketahanan aus yang sangat baik, bahan ini merupakan bahan yang ideal untuk membuat bahan abrasif yang tahan terhadap suhu tinggi, seperti abrasif sabuk, amplas, roda gerinda, dan perkakas batu minyak, serta perkakas mesin silikon monokristalin/silikon polikristalin.

Logam sangat keras dan rapuh, namun memiliki stabilitas termal dan mekanis yang tinggi. Terdiri dari atom silikon yang dikelilingi oleh atom karbon dan oksigen, komposisinya membuatnya tahan terhadap panas dan tekanan mekanis serta memiliki titik leleh yang mengesankan.

Silikon karbida murni tidak berwarna; kelas industri dapat memiliki warna yang beragam dari coklat hingga hitam karena adanya inklusi besi, aluminium, nitrogen, atau karbon bebas. Metode doping ada yang menciptakan semikonduktor yang berbeda: misalnya silikon karbida tipe-n dapat didoping dengan nitrogen atau fosfor sementara versi tipe-p dapat didoping dengan dopan aluminium, boron atau galium.

Baju Besi Antipeluru

Silikon karbida adalah salah satu bahan yang paling keras di Bumi. Hal ini membuatnya ideal untuk rompi antipeluru yang dikenakan oleh polisi dan personel militer dan sifat termalnya membuatnya tahan terhadap panas.

Bahan keramik seperti ini memang terkenal kuat. Selain itu, keramik adalah konduktor panas dan listrik yang sangat baik - yang membuatnya sempurna untuk aplikasi elektronik seperti transistor daya. Selain itu, ketahanan terhadap korosi juga merupakan manfaat lainnya.

Silikon karbida murni memiliki struktur berlapis-lapis dan ada dalam berbagai jenis atau varietas, masing-masing dibedakan berdasarkan urutan penumpukannya yang memberikan karakteristik fisik yang unik pada setiap jenis - misalnya beberapa bentuk mengandung ikatan kovalen antara empat atom karbon yang terikat secara kovalen pada satu atom silikon yang membentuk struktur jaringan yang rumit.

Moissanite diproduksi secara sintetis dan jarang ditemukan di alam, meskipun dalam jumlah kecil mungkin ada sebagai permata moissanite. Moissanite memainkan peran penting dalam kendaraan listrik karena kemampuannya untuk menahan suhu tinggi memungkinkan kendaraan menjadi lebih hemat energi sekaligus mengurangi sistem pendingin aktif yang menambah berat, biaya, dan kompleksitas.

Semikonduktor

Keramik silikon karbida adalah keramik nonoksida serbaguna yang digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan kekuatan mekanis dan termal, seperti suku cadang yang tahan aus; refraktori untuk ketahanan panas; bahan tahan api untuk mengontrol ekspansi termal; dan perangkat elektronik semikonduktor yang beroperasi pada suhu atau tegangan tinggi. Kekerasan silikon karbida membuatnya cocok untuk penggunaan ini, sementara konduktivitas termalnya menjadikannya bahan tahan panas yang efektif. Berbagai macam kegunaannya melampaui aplikasi mekanis saja; beberapa contohnya adalah: bahan abrasif; suku cadang tahan aus; bahan refraktori untuk ketahanan panas; dan perangkat elektronik semikonduktor yang beroperasi pada suhu atau tegangan tinggi.

Silikon karbida kristal terbentuk dalam struktur padat yang terdiri dari atom-atom yang berikatan secara kovalen yang membentuk dua tetrahedra koordinasi primer yang terdiri dari empat atom silikon dan empat atom karbon, sehingga memberikan kekerasan dan kekuatan yang luar biasa. Sayangnya, bahan ini tidak larut dalam air atau alkohol, tetapi tahan terhadap sebagian besar asam/garam organik dan anorganik (dengan pengecualian asam fluorida dan asam fluorida).

Semikonduktor silikon karbida memiliki celah pita lebar yang memungkinkan perangkat yang jauh lebih kecil dan lebih efisien daripada silikon (Si) yang setara, membuka kemungkinan penggunaannya untuk elektronika daya pada kendaraan listrik serta mendukung proses digitalisasi dalam proses industri.