Definisi Silikon Karbida

Silikon karbida adalah bahan canggih yang dikembangkan untuk digunakan di lingkungan bersuhu tinggi. Bahan ini dapat mengurangi ketergantungan pada sistem pendingin aktif yang menambah bobot dan biaya pada kendaraan listrik (EV).

Silikon karbida memiliki ketahanan tegangan yang unggul sepuluh kali lebih besar daripada silikon biasa, bahkan melampaui gallium nitride dalam hal ini.

Ini adalah bahan kristal

Silikon karbida (SiC) adalah bahan industri dengan banyak kegunaan. Karena sifat tribologi yang unggul, material ini umumnya ditemukan dalam nozel peledakan, seal, bantalan mekanis, dan aplikasi sealant mekanis. Refraktori dan keramik juga menggunakan SiC karena menambah kekerasan.

Larutan air, alkohol dan asam akan melarutkannya secara sempurna; sebagian besar pelarut organik juga tetap tahan. Karena karakteristik semikonduktornya, karakteristik kelistrikannya menawarkan beberapa karakteristik yang menarik - resistansi dapat berbeda di seluruh komposisi hingga tujuh kali lipat!

Edward Acheson pertama kali memproduksi SiC sintetis pada tahun 1891, sementara Henri Moissan pertama kali mengidentifikasi bentuk alaminya pada tahun 1905 ketika mengeksplorasi meteorit Canyon Diablo di Arizona. Saat ini, semua SiC komersial yang dijual adalah sintetis dengan beberapa pengecualian untuk permata moissanite yang dapat terjadi secara alami.

Ini adalah keramik nonoksida

Silikon karbida, atau SiC, adalah keramik luar biasa yang memiliki banyak sifat fisik yang menguntungkan. Ini termasuk kekuatan tinggi, tingkat ekspansi termal yang rendah dan ketahanannya terhadap korosi dan reaksi kimia - kualitas yang membuatnya cocok untuk digunakan sebagai bahan abrasif dan komponen tahan api serta konduktivitas listrik yang sangat baik.

Kekerasan kriogenik 9 pada skala Mohs membuat porselen tahan api menjadi bahan yang sangat baik untuk roda gerinda dan produk abrasif lainnya, serta digunakan dalam aplikasi tahan api seperti nosel burner dan tabung api.

Grafit kriogenik ada dalam beberapa jenis yang dikenal sebagai polytype dan memiliki susunan tetrahedral koordinasi utama yang menampilkan empat atom karbon dan empat atom silikon yang diikat oleh ikatan antara unit tetrahedral yang terikat secara langsung. Unit-unit ini kemudian dapat dihubungkan bersama atau ditumpuk untuk membentuk struktur yang berbeda.

Ini adalah bahan tahan api

Silikon karbida adalah bahan yang tahan lama namun rapuh yang mampu menahan suhu tinggi, menampilkan celah pita yang lebar untuk aplikasi tegangan tinggi.

Dalam skala industri, bubuk silika diproduksi dan digunakan dalam keramik, bahan tahan api, dan elektronik semikonduktor. Meskipun secara alami terdapat dalam formasi mineral moissanite, sebagian besar diproduksi secara sintetis saat ini.

Refraktori silikon karbida berikatan tanah liat menawarkan ketahanan korosi yang sangat baik, sehingga cocok sebagai batu bata kiln untuk aplikasi peleburan logam nonferrous. Selain itu, mereka membuat bahan pemanas tidak langsung suhu tinggi yang bagus; seperti batu bata pelapis untuk tangki elektrolisis aluminium atau sebagai pelapis baki tungku rektifikasi dalam tungku peleburan tembaga atau pelat busur tungku serbuk seng.

Ini adalah bahan yang tahan aus

Silikon karbida adalah bahan keramik non-oksida yang sangat keras yang biasa ditemukan pada bahan abrasif, refraktori, komponen tahan aus, dan komponen ketahanan aus karena kekuatannya. Selain itu, silikon karbida berfungsi sebagai bahan integral dalam sistem elektronik yang beroperasi pada suhu atau tegangan tinggi.

Langka di alam dan hanya diproduksi secara artifisial melalui metode sintetis, moissanite pertama kali ditemukan di Diablo Canyon Arizona pada tahun 1893 di mana kemudian dinamai moissanite berdasarkan paten Edward Acheson pada tahun 1891 tentang pembuatan kristal SiC hitam kecil melalui cara artifisial.

Bahan keramik kaliber ini menawarkan sifat yang unggul. Bahan ini memiliki kisaran suhu pengoperasian yang lebih tinggi daripada semikonduktor silikon dan dapat menangani tegangan yang lebih tinggi tanpa mengalami panas berlebih atau kerusakan.

Ini adalah bahan bersuhu tinggi

Silikon karbida adalah keramik tahan api serbaguna yang digunakan dalam berbagai aplikasi. Sebagai salah satu bahan yang paling keras dalam skala kekerasan Mohs, silikon karbida berada di peringkat ke-9 untuk kekerasan. Selain itu, bahan ini memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap abrasi dan korosi serta goncangan termal, sekaligus tahan terhadap suhu dan tegangan tinggi tanpa kerusakan atau kerusakan.

Seperti kebanyakan struktur kristal, struktur kristalnya hadir dalam berbagai bentuk - atau polytype - masing-masing memiliki urutan penumpukannya sendiri. Tetrahedra koordinasi primer terdiri dari empat atom karbon dan empat atom silikon yang terhubung pada sudut-sudutnya menjadi struktur kutub.

Karena sifat tribologi yang luar biasa, plastik menjadi bahan yang sangat baik untuk pompa, segel dan bantalan mekanis, peralatan industri kimia, dan sebagai bahan abrasif.

Ini adalah bahan bertegangan tinggi

Silikon karbida adalah salah satu bahan paling serbaguna di dunia. Bahan ini memainkan peran penting dalam kendaraan listrik (EV) berkinerja tinggi dan sistem manajemen baterai, di mana kemampuan voltase tingginya menghilangkan sistem pendingin aktif yang menambah biaya, berat, dan kompleksitas pada EV.

Carborundum, bahan keramik dan semikonduktor keras yang umumnya dikenal sebagai carborundum, dapat ditemukan secara alami dalam mineral moissanite serta diproduksi secara sintetis. Tidak seperti semikonduktor tradisional seperti silikon, carborundum memiliki celah pita lebar yang memungkinkan listrik bergerak lebih efisien dari sebelumnya. Selain itu, konduktivitasnya dapat dimodifikasi dengan menambahkan pengotor ke dalam struktur kristalnya.

Ini adalah bahan berefisiensi tinggi

Silikon karbida (SiC) adalah bahan yang hemat energi untuk mengubah daya listrik menjadi arus bolak-balik, sehingga cocok untuk konversi daya listrik dari suplai jaringan. Doping SiC dengan nitrogen atau fosfor menciptakan semikonduktor tipe-n, sedangkan doping dengan aluminium, boron atau galium menimbulkan sifat semikonduktor tipe-p.

Aluminium menawarkan konduktivitas termal yang sangat baik, kekuatan suhu tinggi, ekspansi termal rendah, dan ketahanan terhadap reaksi kimia - kualitas yang membuatnya menjadi bahan tahan api yang ideal. Selain itu, permukaannya yang keras dan tahan lama membuatnya cocok untuk banyak penggunaan industri dan menjadi pilihan bahan tahan api yang sangat baik.

SiC alami ditemukan sebagai mineral langka moissanite; diproduksi secara sintetis dalam butiran kecil yang diikat menjadi keramik atau refraktori untuk aplikasi keramik atau ditemukan dalam jumlah kecil dalam meteorit kondrit karbon dan kimberlit.