Bubuk Silikon Karbida

Serbuk silikon karbida adalah bahan abrasif dan tahan api yang sangat tahan lama yang digunakan dalam produksi perangkat elektronik bersuhu tinggi.

Produksinya melibatkan pemanasan pasir silika dengan sumber karbon seperti kokas minyak bumi dalam tungku busur listrik untuk membentuk karbida silikon hitam dan hijau; silika hitam memiliki pengotor besi, menghasilkan warna yang lebih gelap pada hasil akhirnya.

Properti

Silikon karbida (SiC) adalah mineral industri yang terdiri dari silikon dan karbon yang telah digunakan secara luas untuk penggunaan industri sebagai bahan abrasif - mulai dari amplas dan roda gerinda, lapisan tungku industri dan pelat keramik rompi antipeluru, serta substrat semikonduktor untuk dioda pemancar cahaya (LED). SiC juga terdapat secara alami sebagai mineral moissanite. SiC juga dapat ditemukan secara alami sebagai mineral moissanite. SiC juga dapat ditemukan secara alami sebagai mineral moissanite. SiC memiliki banyak aplikasi termasuk digunakan sebagai lapisan tahan api untuk tungku industri serta pelat keramik yang digunakan dengan rompi antipeluru untuk dioda pemancar cahaya - bahkan ada secara alami sebagai mineral moissanite.

Aluminium memiliki ketahanan abrasi yang sangat baik, tahan terhadap suhu hingga 1400 derajat Celcius tanpa menurunkan kekuatannya secara signifikan. Selain itu, ketahanan korosinya meluas ke sebagian besar asam anorganik, garam, dan alkali yang umum; namun dapat mengalami korosi dalam keadaan tertentu seperti saat bersentuhan dengan asam fluorida atau asam fluorida.

SiC adalah bahan isolasi listrik dengan kekuatan tarik tinggi dan berat jenis rendah yang stabil secara kimiawi dan memiliki sifat isolasi listrik, menawarkan stabilitas kimiawi yang baik serta karakteristik non-magnetik. Meleleh pada suhu 2080 derajat Celcius. Struktur SiC yang rapat memungkinkan koordinasi tetrahedral antara atom silikon dan karbon untuk rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi dan sifat konduktivitas termal.

Serbuk silikon karbida dapat dibuat untuk mencapai berbagai tingkat kemurnian, struktur kristal, dan ukuran partikel. Serbuk ini dapat diproduksi menggunakan berbagai proses - reduksi karbotermal melalui proses Acheson atau konversi polimer serta reaksi kimia fase gas suhu tinggi - dengan berbagai metode yang mengarah pada pembuatannya. Setelah disiapkan, serbuk ini dapat digunakan dalam pembuatan barang keramik seperti bentuk tahan api untuk tungku industri atau elemen insulasi listrik untuk perangkat elektronik seperti mikroprosesor.

Aplikasi

Serbuk silikon karbida dapat digunakan dalam berbagai aplikasi. Sebagai bahan yang sangat tangguh dengan konduktivitas termal dan ketahanan kimia yang unggul, silikon karbida tahan terhadap suhu ekstrem mulai dari kaca cair hingga 1.400 derajat Celcius (2.552 derajat Fahrenheit). Silikon karbida sering ditemukan sebagai bagian dari refraktori seperti keramik, kaca, dan dinding tungku pembakaran - dan bahkan roda gerinda dan amplas dibuat dengan menggunakan bahan tambahannya. Selain itu, silikon karbida berfungsi sebagai bahan integral dalam semikonduktor suhu tinggi dan aplikasi elektronik.

Karbon juga dapat ditemukan dalam material komposit seperti serat karbon yang diperkuat silikon karbida (CFRC), yang umumnya ditemukan dalam rem mobil dan rompi anti peluru karena kekuatan tariknya yang sangat baik dan kemampuannya untuk menahan benturan berkecepatan tinggi.

Silika yang disinter sering kali diproduksi dengan menggunakan sintering bertekanan tinggi pada suhu yang mencapai 11.000 derajat Celcius (1.815 derajat Fahrenheit). Produk akhir memiliki struktur yang sangat rapat yang terdiri dari empat atom silikon dan empat atom karbon yang terikat bersama dalam susunan tetrahedral, sifat non-magnetis dan dapat menahan sebagian besar bahan kimia termasuk hidrokarbon alifatik, alkali, asam organik, dan garam cair; namun tidak dapat menahan zat pengoksidasi yang kuat seperti asam fluorida dan kalium fluorida.

Persiapan

Silikon Karbida adalah bahan tahan api yang sangat keras yang digunakan dalam berbagai aplikasi termasuk roda gerinda, batu asah, alat pemotong, peledakan pasir, pemotong jet air, dan keramik. Selain itu, bahan ini juga merupakan bagian integral dari tanur suhu tinggi yang digunakan untuk membakar gelas dan keramik pada suhu tinggi. Tersedia dalam berbagai ukuran partikel untuk penggunaan khusus serta bentuk hitam atau putih - yang paling populer adalah yang pertama (struktur kristal Wurtzite) dan yang terakhir (Zinc Blende)

Serbuk a-SiC memiliki struktur kristal heksagonal dan peringkat kekerasan Mohs 7. Serbuk ini dapat bertahan dalam kondisi ekstrem dengan titik leleh yang tinggi dan konduktivitas termal yang kuat, serta tidak memiliki masalah toksisitas atau karakteristik yang tidak larut dalam air atau alkohol. Selain itu, ketahanannya terhadap asam organik, alkali, garam, dan asam fluorida membuatnya cocok untuk banyak penggunaan dalam aplikasi industri dan teknik.

Aplikasi tingkat lanjut membutuhkan kristal tunggal b-SiC yang lebih besar untuk diproduksi menggunakan metode Lely, sehingga dapat dipotong menjadi permata yang dikenal sebagai moissanite sintetis. SiC juga dapat disatukan menggunakan resin atau polimer menjadi serat yang digunakan untuk memperkuat logam dan bahan lainnya.

Penemuan ini berkaitan dengan proses pembuatan serbuk b-SiC dengan mencampurkan sumber Si yang terdiri dari Si dan C dengan kelebihan karbon, memanaskan komposisi, dan kemudian menyaring, mencuci, dan mengeringkannya. Setelah selesai, serbuk b-SiC ini dapat dengan mudah dihaluskan melalui proses selanjutnya seperti filtrasi pencucian pengeringan.

Penyimpanan

Silikon karbida adalah salah satu zat yang paling keras di dunia, menyaingi berlian dan boron karbida dalam hal kekerasan. Digunakan dalam aplikasi yang menuntut sifat termal dan mekanis seperti bahan tahan aus, refraktori, keramik, semikonduktor, dan abrasif semikonduktor serta aplikasi tahan aus; pelapis tahan aus; tahan goncangan termal; tingkat ekspansi termal yang rendah dan konduktivitas listrik yang tinggi, karbida silikon menawarkan kekuatan, daya tahan, dan konduktivitas listrik yang luar biasa yang membuatnya menjadi pilihan material serbaguna.

Industri kedirgantaraan sangat bergantung pada komponen serbuk SiC yang tahan terhadap panas dan tekanan ekstrem, termasuk sistem rem yang digunakan pada mobil untuk meningkatkan performa sekaligus mengurangi keausan pada rotor dan drum. Sementara itu, industri semikonduktor menggunakannya dalam peralatan pemrosesan wafer untuk mengelola panas secara lebih efektif, serta untuk pelat keramik rompi antipeluru yang melindungi tentara dari benturan kecepatan tinggi.

Karbida silikon hitam dibuat dalam tungku tahan listrik pada suhu tinggi dengan menggunakan pasir kuarsa dan kokas minyak bumi sebagai bahan baku utama. Karbida ini memiliki kekerasan rata-rata antara alumina leburan dan berlian sintetis dan dapat digunakan sebagai bahan abrasif saat memproses bahan berkekuatan tarik rendah seperti besi tuang, logam nonferrous, batu, kulit, dan karet. Selain itu, silikon karbida hitam sering digunakan dalam memproduksi bahan tahan api dan aditif metalurgi.