Apa itu Silikon Karbida?
Karbon dan silikon bergabung membentuk silikon karbida atau SiC. Ini adalah bahan baru yang digunakan dalam perangkat semikonduktor yaitu bahan kristal semikonduktor keras. Karena keistimewaannya, ia mempunyai banyak kegunaan. Edward Acheson dari Pennsylvania menemukan silikon karbida pada tahun 1891. Ini adalah salah satu bahan keramik paling signifikan yang digunakan dalam industri. Bahan ini penting dalam Revolusi Industri dan masih banyak digunakan saat ini dalam keramik struktural, aditif baja, dan bahan abrasif.
Sifat Kimia Silikon Karbida – SiC
Kristal silikon karbida membentuk struktur padat dengan ikatan kovalen di antara keduanya. Atom-atom tersebut disusun untuk menciptakan dua tetrahedra koordinasi primer, di mana atom pusat Si dan C dihubungkan ke empat atom karbon dan empat atom silikon. Struktur kutub dibentuk dengan menumpuk tetrahedra ini dan menghubungkannya melalui sudut-sudutnya.
Politipe adalah struktur polar yang terdiri dari unit-unit tetrahedral bertumpuk yang dihubungkan oleh sudut-sudutnya.
Ketahanan kimia yang tinggi: Karena ketahanan kimianya yang kuat, silikon karbida tidak mudah terkikis oleh gas korosif, asam, atau basa. Ini dapat digunakan dalam lingkungan kimia yang tidak bersahabat karena sifatnya.
Ketahanan oksidasi yang baik: Silikon karbida bermanfaat dalam aplikasi di mana paparan suhu tinggi dan oksidasi merupakan salah satu faktornya karena ketahanan oksidasinya yang tinggi, yang memungkinkannya mentolerir suhu tinggi tanpa mengalami degradasi yang signifikan.
Inert: Silikon karbida tidak mudah bereaksi dengan bahan kimia lain karena kelembaman kimianya. Ini berguna dalam aplikasi yang memerlukan bahan yang stabil dan-tidak reaktif karena fitur-fiturnya.
Kesenjangan pita lebar: Perbedaan energi antara pita valensi dan pita konduksi dalam suatu material disebut sebagai celah pita lebar pada silikon karbida. Karena sifat ini, silikon karbida dapat menunjukkan kualitas isolasi listrik yang unggul pada suhu tinggi, sehingga cocok untuk digunakan pada perangkat elektronik-berkekuatan tinggi dan-suhu tinggi.
Karakteristik semikonduktor: Bahan semikonduktor dengan sifat listrik khusus adalah silikon karbida. Mobilitas elektronnya yang tinggi, konduktivitas termal yang tinggi, dan intensitas medan listrik kerusakan yang tinggi semuanya ada. Cocok untuk aplikasi-frekuensi tinggi dan elektronika daya karena karakteristik ini.
Sintesis dan Kemurnian: Kokas minyak bumi dan pasir kuarsa dengan kemurnian{0}}tinggi biasanya digunakan dalam sintesis silikon karbida. Dalam industri yang kinerjanya dapat terpengaruh oleh kontaminan sekecil apa pun, kemurnian silikon karbida sangatlah penting.
Aplikasi Silikon Karbida
1. Elektronika daya: Karena konduktivitas termalnya yang tinggi, kekuatan medan listrik tembus yang kuat, dan karakteristik kerja suhu tinggi, silikon karbida sering digunakan dalam industri ini. Konverter daya, inverter, penggerak motor, dan konverter-DC-DC tegangan tinggi adalah beberapa kegunaannya.
2. Industri Otomotif: Karena silikon karbida dapat menahan suhu dan tegangan tinggi, silikon karbida menjadi semakin populer di sektor otomotif. Ini digunakan dalam inverter traksi, pengisi daya baterai, dan elektronika daya untuk kendaraan listrik (EV). Jika dibandingkan dengan komponen berbasis silikon-konvensional, komponen berbasis silikon karbida-dapat meningkatkan efisiensi, mengurangi ukuran, dan mengurangi bobot.
3. Dirgantara dan Pertahanan: Silikon karbida dapat diterapkan di bidang-bidang yang membutuhkan daya tinggi dan suhu sangat penting. Ini digunakan dalam sistem radar,-sensor suhu tinggi, dan sistem tenaga penerbangan.
4. Pemanasan dan tungku industri: Silikon karbida dapat digunakan untuk membuat elemen pemanas, tungku, dan furnitur kiln pada keramik, kaca, metalurgi, dan industri lainnya karena konduktivitas termalnya yang tinggi dan ketahanan guncangan termal yang luar biasa.
5. Pemrosesan abrasif: Silikon karbida dapat digunakan dalam berbagai prosedur pemrosesan abrasif karena kekerasan dan kualitas abrasifnya. Ini digunakan dalam amplas, sandblasting, alat pemotong, dan roda gerinda.
6. Bahan tahan api: Silikon karbida adalah pilihan yang baik untuk aplikasi tahan api karena titik lelehnya yang tinggi dan stabilitas kimianya. Bahan ini digunakan dalam-operasi bersuhu tinggi untuk memproduksi cawan lebur, furnitur tempat pembakaran, dan pelapis tahan api.
7. Pengolahan Air: Filtrasi dan pemurnian adalah penggunaan membran silikon karbida, yang sangat tahan lama dan tahan terhadap bahan kimia.
8. Aditif dan Pelapis: Untuk meningkatkan kualitas bahan yang berbeda, silikon karbida dapat ditambahkan sebagai aditif. Dalam aplikasi otomotif, digunakan sebagai tambahan oli untuk menurunkan harmonisa, polutan, dan gesekan. Ini juga digunakan dalam pelapis untuk memberikan ketahanan aus dan korosi.
Proses Pembuatan Silikon Karbida
Bahan baku: Mineral berkarbon seperti pasir silika, kokas minyak bumi, atau tar batubara adalah bahan mentah utama yang digunakan dalam pembuatan silikon karbida. Bahan-bahan ini dipilih dan diolah dengan cermat untuk memastikan kemurnian dan konsistensi maksimum.
Pencampuran dan pembentukan: Campurkan bahan karbon dan pasir silika dalam jumlah yang diperlukan. Campuran tersebut selanjutnya dibentuk dengan menggunakan berbagai metode, termasuk pengepresan, ekstrusi, atau granulasi, menjadi bentuk yang diperlukan, seperti balok, lempengan, atau bubuk.
Reaksi dan sintesis: Tungku acheson atau tungku resistansi biasanya digunakan untuk-proses reaksi bersuhu tinggi yang dilakukan oleh kombinasi yang dihasilkan. Dalam teknik ini, silikon karbida dibuat ketika unsur karbon dan silikon dioksida berinteraksi melalui reaksi reduksi karbotermal. Untuk menjamin struktur kristal yang sesuai dan kemurnian silikon karbida, suhu diatur secara cermat selama reaksi eksotermik.
Menghancurkan dan menggiling: Silikon karbida dihancurkan dan digiling menjadi ukuran partikel yang diperlukan setelah pendinginan dari proses reaksi. Tahap ini penting untuk memastikan bahwa produk jadi memiliki kualitas yang sesuai dan seragam.
Pemurnian dan Penyempurnaan: Prosedur pemurnian dan pemurnian lebih lanjut dapat dilakukan, bergantung pada aplikasinya, untuk menghilangkan kotoran dan meningkatkan kualitas silikon karbida. Proses seperti pencucian asam, perlakuan kimia, dan perlakuan termal adalah contoh dari fase ini.
Pembentukan dan penyelesaian: Dengan menggunakan metode termasuk pemotongan, penggilingan, pemolesan, dan pengetsaan, silikon karbida murni dapat diolah lebih lanjut dan dibentuk menjadi berbagai bentuk, termasuk wafer, serat, atau komponen. Proses-proses ini penting untuk mendapatkan dimensi produk akhir, hasil akhir permukaan, dan kualitas umum yang diinginkan.
Tag populer: silikon karbida sic pembuatan berkualitas tinggi, Cina silikon karbida sic produsen manufaktur berkualitas tinggi, pemasok, pabrik, silikon ferro untuk perakitan, silikon ferro untuk sertifikasi, silikon ferro untuk dokumentasi, silikon ferro untuk diperiksa, silikon ferro untuk kontrol kualitas, silikon ferro untuk pengelasan
