Definisi Silikon Karbida

Silikon karbida (SiC) adalah senyawa kristal tak larut yang terdiri dari silikon dan karbon. Umumnya disebut dengan nama dagang "carborundum", SiC juga muncul secara alami sebagai mineral moissanite yang sangat langka.

PEEK digunakan pada perangkat elektronik yang beroperasi pada suhu dan tegangan tinggi, seperti catu daya. Selain itu, PEEK merupakan bahan penting dalam kendaraan listrik; meningkatkan jarak tempuh dan meningkatkan efisiensi daya melalui peningkatan masa pakai baterai dan efisiensi daya yang lebih besar adalah janjinya.

Ini adalah bahan yang secara alami bersifat abrasif

Silikon karbida, yang lebih sering disebut sebagai SiC, adalah bahan yang sangat abrasif yang biasa ditemukan dalam meteorit dan mineral langka moissanite. Terdiri sepenuhnya dari silikon dan karbon, SiC dapat didoping dengan nitrogen atau fosfor untuk digunakan sebagai semikonduktor tipe-n atau aluminium, boron, atau galium untuk aplikasi semikonduktor tipe-p. Amplas industri sering kali menggunakan SiC sebagai salah satu bahannya, sementara butirannya yang sangat tajam dapat dengan mudah mengampelas logam, kaca, batu gabus marmer, dan papan serat kepadatan menengah untuk penggunaan abrasif yang cepat - sempurna untuk digunakan sebagai bahan abrasif!

Aluminium adalah pilihan material yang ideal untuk aplikasi berkinerja tinggi yang menuntut sifat kimiawi yang kuat, konduktivitas termal, koefisien muai yang rendah, dan ketahanan aus. Logam serbaguna ini dapat ditemukan dalam aplikasi seperti abrasif, suku cadang tahan aus, dan refraktori karena kekerasannya; elektronik karena stabilitas dan keandalannya; serta aplikasi metalurgi karena ketahanannya terhadap panas.

Sifat mekanik dan kimia silikon karbida yang unik menjadikannya pilihan material yang sangat baik untuk aplikasi teknik berkinerja tinggi seperti bantalan pompa, katup, injektor peledakan pasir, cetakan ekstrusi, ketahanan korosi yang tahan lama, dan titik leleh yang tinggi membuatnya menjadi material yang sangat baik untuk dipilih saat diaplikasikan pada situasi teknik yang ekstrem. Tanah yang berat dapat menghasilkan lebih sedikit gesekan pada permukaannya dibandingkan dengan kondisi tanah yang ringan, sementara debu silikon karbida dapat menyebabkan fibrosis paru yang tidak progresif pada manusia.

Ini adalah bahan keramik

Silikon karbida, yang lebih sering disebut sebagai karborundum, adalah senyawa kristal silikon dan karbon yang luar biasa keras yang telah lama digunakan sebagai bahan abrasif sejak diperkenalkan pada akhir abad ke-19. Sejak saat itu, penggunaannya yang serbaguna mulai dari lapisan tahan api tungku industri dan komponen tahan aus pada pompa dan mesin roket hingga keramik dan semikonduktor; karena ketahanannya terhadap korosi dan oksidasi serta kekuatan suhu tinggi dengan ekspansi termal minimal, bahan ini menjadi salah satu bahan keramik yang paling banyak digunakan saat ini.

Silikon karbida adalah keramik non-oksida dengan celah pita yang tiga kali lebih besar daripada semikonduktor silikon standar, yang berarti dapat menahan tegangan yang lebih tinggi. Selain itu, proses sinteringnya menghasilkan partikel yang sangat kecil yang kecil kemungkinannya merusak sirkuit elektronik. Ketika dopan seperti boron dan aluminium ditambahkan, silikon karbida menjadi semikonduktor tipe-p; ketika doping dengan fosfor dan nitrogen dimasukkan, ia berubah menjadi semikonduktor tipe-n.

Sintering silikon karbida adalah proses yang mudah, menghasilkan produk yang padat dengan sifat mekanik yang luar biasa. Kekerasannya sangat penting untuk banyak proses pemesinan abrasif seperti penggerindaan, pemotongan dengan jet air, dan peledakan pasir; lapidari modern juga menghargai daya tahan silikon karbida dan stabilitas dimensi yang tinggi; bahkan dapat digunakan untuk membuat cakram rem berkinerja tinggi untuk mobil sport atau kendaraan berperforma lainnya.

Ini adalah bahan untuk elektronika daya

Silikon karbida, atau SiC, adalah bahan keramik non-oksida yang digunakan dalam berbagai aplikasi mulai dari abrasif dan suku cadang tahan aus karena kekerasannya; hingga metalurgi dan refraktori untuk ketahanan panas dan ekspansi termal; aplikasi elektronika daya karena sifatnya yang tahan terhadap tegangan; didoping dengan nitrogen atau fosfor untuk membentuk semikonduktor tipe-n atau dopan berilium, boron, dan aluminium untuk membentuk semikonduktor tipe-p; struktur kristalnya yang rapat membentuk politipe dengan komposisi kimia serta karakteristik listrik yang berbeda; meskipun tidak larut dalam air, ia dapat larut dalam media yang mengandung basa atau zat besi.

SiC dibedakan dari silikon dengan celah pita yang jauh lebih lebar yang memungkinkannya menunjukkan semi-konduktivitas. Dengan demikian, ini merupakan pilihan bahan yang ideal untuk aplikasi tegangan tinggi, menahan tegangan yang sepuluh kali lebih besar daripada yang dapat ditoleransi oleh silikon.

Silikon karbida memiliki konduktivitas termal yang unggul, memungkinkannya untuk menahan suhu hingga 1.400 derajat Celcius - jauh lebih tinggi daripada batas standar silikon 175 derajat Celcius. Oleh karena itu, silikon karbida mengurangi kebutuhan akan sistem pendingin aktif pada perangkat elektronik daya seperti konverter DC-ke-DC dan pengisi daya terpasang.

Silikon karbida dapat diproduksi melalui berbagai proses, termasuk metode ikatan reaksi dan CVD. Metode ikatan reaksi melibatkan pencampuran bubuk SiC dengan bubuk karbon dan pemlastis sebelum membentuknya menjadi bentuk yang diinginkan sebelum membakar pemlastis yang ada dalam campuran. CVD melibatkan pemanasan pasir silika murni yang dicampur dengan kokas dalam tungku tipe hambatan listrik batu bata sambil mengalirkan arus melalui konduktornya; kemudian digiling menjadi bubuk halus untuk digunakan sebagai bahan abrasif.

Ini adalah bahan untuk industri otomotif

Silikon karbida, atau SiC, adalah salah satu zat paling keras yang dikenal. Bahan ini terutama digunakan sebagai bahan otomotif pada cakram rem berkinerja tinggi untuk mobil sport dan supercar; namun, semikonduktor dan komponen elektronika daya juga menggunakan bahan ini karena sifat fisik dan elektriknya yang sangat baik sehingga cocok untuk aplikasi tegangan tinggi.

Bahan keramik dengan sifat keramik non-oksida yang diinginkan menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk banyak aplikasi industri, mulai dari sensor dan perangkat semikonduktor hingga teknologi yang dapat dikenakan dan implan medis. Keramik yang didoping dengan berbagai jumlah aluminium, boron, atau karbon dapat mencapai karakteristik kinerja tertentu untuk berbagai penggunaan industri dan diproduksi menjadi perangkat bertegangan rendah untuk penggunaan tegangan tinggi.

Struktur atom SiC membuatnya menjadi konduktor yang sangat baik, sehingga ideal untuk digunakan sebagai transistor pada kendaraan listrik (EV). Chip ini mengurangi panas yang dihasilkan selama pengoperasian untuk meningkatkan efisiensi dan masa pakai baterai yang lebih lama serta mampu menahan suhu pengoperasian yang lebih tinggi sehingga menghilangkan sistem pendingin aktif yang menambah berat dan kompleksitas desain EV.

Pembuatan silikon karbida telah berubah dari waktu ke waktu, tetapi proses dasarnya tetap serupa dengan yang dipelopori oleh Edward Acheson pada tahun 1891. Campuran pasir silika murni dan karbon kokas dipanaskan dalam tungku listrik hingga tersulut oleh busi listrik yang terbuat dari konduktor karbon, menghasilkan kristal hijau terang dengan kekerasan yang cukup besar.