Apa Itu Silikon Karbida?

Silikon Karbida (SiC) adalah bahan industri yang sangat keras dengan sifat sebagai semikonduktor dan keramik. Ditemukan secara alami hanya dalam mineral moissanite, SiC memiliki struktur padat yang terdiri dari empat atom Si yang terikat dengan empat atom karbon dalam tetrahedra empat sisi yang membentuk strukturnya; polytype tambahan memiliki sifat dan bentuk fisik yang berbeda.

Karet silikon digunakan pada rem dan cengkeraman mobil dan dapat menahan suhu tinggi. Selain itu, sering digunakan sebagai bagian dari perlindungan lapis baja antipeluru.

Digunakan untuk membuat baju besi antipeluru

Silikon karbida sering digunakan dalam pelindung antipeluru karena ketahanan proyektil dan ketahanan suhu/lingkungan yang sangat baik. Pembuatan pelindung tubuh melibatkan pengujian ketat yang menilai kemampuan balistiknya - ini sering kali mencakup penembakan berbagai jenis proyektil pada berbagai kecepatan untuk memeriksa apakah pelindung tubuh dapat menghentikannya secara efektif.

Silikon karbida menonjol sebagai salah satu bahan terkeras yang tersedia, sementara juga memiliki karakteristik bermanfaat lainnya yang menjadikannya bahan yang sangat baik untuk aplikasi pelindung tubuh. Sifat-sifat ini termasuk ekspansi termal yang rendah, ketahanan kimia yang sangat baik, serta kekerasan dan kekakuan yang unggul - fitur-fitur yang penting untuk desain pelindung tubuh yang efektif yang harus tahan terhadap benturan serta kondisi lingkungan.

Carborundum (SiC) adalah senyawa silikon dan karbon yang diproduksi secara sintetis yang sangat keras dengan tingkat kekerasan skala Mohs 9. Carborundum telah lama digunakan sebagai bahan abrasif pada amplas dan roda gerinda, pada pelapis tungku industri, alat pemotong dan sebagai pelapis pelapis tahan api; lebih jauh lagi, carborundum digunakan dalam aplikasi metalurgi dan juga substrat semikonduktor untuk dioda pemancar cahaya (LED).

Ini adalah semikonduktor

Semikonduktor silikon karbida adalah pilihan populer dalam perangkat elektronik yang beroperasi pada suhu atau tegangan tinggi, seperti yang beroperasi dalam kondisi stres berat. Doped dengan nitrogen, fosfor atau aluminium untuk membentuk semikonduktor tipe-n atau tipe-p tergantung pada aplikasinya; selain itu, bahan ini sangat tahan terhadap asam organik dan anorganik, alkali, garam dan pelarut - serta dapat didoping.

SiC dapat diproduksi dengan mereaksikan bubuk SiC dengan karbon cair atau silikon gas dan memanaskan campuran tersebut, sebelum dimurnikan lebih lanjut untuk membuat wafer kristal tunggal yang besar untuk aplikasi elektronik tingkat lanjut. SiC adalah alternatif yang sangat baik untuk bahan silikon dalam elektronika daya karena celah energi celah pita yang lebar yang membantu mengurangi kerugian perangkat sekaligus memungkinkan frekuensi switching yang lebih tinggi.

Karakteristik material yang membuat kaca menjadi bahan yang sangat baik untuk cermin dalam astronomi termasuk kekerasannya, koefisien muai panas yang rendah dan ketahanannya terhadap panas. Karena kekakuan dan kekakuannya, kaca menjadi pilihan yang sangat baik untuk bingkai teleskop ruang angkasa; juga digunakan secara ekstensif sebagai bingkai teleskop ruang angkasa itu sendiri. Keramik menggunakan kaca untuk daya tahannya karena sering ditemukan sebagai bagian yang tahan aus pada produk keramik; selain itu, kaca juga berfungsi sebagai substrat untuk litografi karena koefisien muai panasnya yang rendah.

Ini adalah bahan yang keras

Silikon karbida, lebih sering disebut sebagai Carborundum atau SiC, adalah senyawa kovalen yang terbuat dari silikon dan karbon dengan peringkat kekerasan Mohs 9. Silikon karbida memiliki ketangguhan yang luar biasa, tahan panas, konduktivitas listrik, kualitas abrasif, ikatan keramik keras yang cocok untuk rem dan cengkeraman otomotif, pelat keramik rompi antipeluru yang disematkan dengan pelat keramik, serta perangkat elektronik semikonduktor yang beroperasi pada suhu dan tegangan tinggi. Silikon karbida juga digunakan sebagai bahan abrasif.

Tahan terhadap serangan kimia dan tidak mudah larut. Air, alkohol dan sebagian besar asam serta garam tidak dapat melarutkannya, sementara ketahanannya terhadap oksidasi, mulur, korosi dan efek lainnya sungguh luar biasa.

Kekuatan suhu tinggi silikon karbida membuatnya menjadi bahan yang sangat baik untuk digunakan sebagai refraktori dalam lingkungan yang keras, seperti reaktor nuklir, pembuatan baja, dan produksi keramik. Selain itu, tingkat ekspansi termal yang rendah dan ketahanannya terhadap reaksi kimia membuatnya cocok untuk aplikasi insulasi; selain itu, silikon karbida telah menjadi komponen integral dalam proses produksi baterai kendaraan listrik yang canggih, sehingga menghilangkan sistem pendingin aktif yang akan menambah bobot, biaya, dan kerumitan pada kendaraan.

Ini bersifat abrasif

Silikon karbida telah lama digunakan sebagai bahan abrasif. Daya tahannya membuatnya ideal untuk menggiling logam seperti baja dan aluminium, dengan koefisien ekspansi termal yang rendah dan karakteristik ketahanan aus yang sangat baik.

Dikenal sebagai lapping, bahan abrasif berikat ini digunakan secara luas dalam industri elektronik. Bahan ini sangat membantu dalam memoles ujung-ujung untai serat optik sebelum disambung; proses ini memastikan pengoperasian yang benar dari setiap sambungan di masa mendatang. Bahan abrasif berikat biasanya memiliki kode yang menunjukkan komposisinya: misalnya “A” mewakili aluminium oksida sedangkan “C” mengacu pada silikon karbida.

Silikon karbida (juga disebut sebagai Carborundum atau Karborundum) pertama kali ditemukan pada tahun 1891 oleh Edward Acheson dari Pennsylvania dan dengan cepat mendapatkan gelar sebagai bahan sintetis terkeras hingga tahun 1929 saat Boron Karbida (BCC) dikembangkan. Carborundum dapat dibagi menjadi tiga kelas utama; sangat keras dengan peringkat skala Mohs 9; dianggap sebagai bahan sintetis terkeras hingga saat itu! Aplikasi umum untuk silikon karbida meliputi abrasif industri seperti bubuk kelas industri untuk digunakan sebagai abrasif industri; aplikasi keramik struktural seperti rem / kopling mobil; pelat rompi antipeluru.

Ini adalah keramik

Silikon karbida adalah bahan kristal ultra keras yang terdiri dari silikon dan karbon, yang membuatnya menjadi salah satu bahan terkeras yang dikenal manusia bersama berlian dan boron karbida. Silikon karbida memiliki sifat abrasif dan semikonduktor. Karena memiliki kekerasan yang ekstrem, ketahanan abrasi, ketahanan goncangan termal, dan stabilitas kimiawi, bahan ini menjadi bahan yang tak ternilai harganya. Silikon karbida merupakan salah satu dari tiga bahan yang paling keras yang dikenal - di samping berlian dan boron karbida.

Silikon karbida menonjol di antara keramik karena sangat keras dan tahan lama, mampu menahan suhu tinggi dan arus listrik tanpa mengalami kerusakan. Selain itu, ketahanan kimianya termasuk tahan terhadap asam dan basa serta tahan terhadap korosi di sebagian besar lingkungan.

Silikon karbida adalah bahan anorganik yang biasanya diproduksi secara sintetis; namun, bentuk langka yang disebut moissanite dapat terjadi secara alami. Sebagian besar silikon karbida yang diproduksi saat ini mengikuti proses yang pertama kali ditemukan oleh Edward Goodrich Acheson pada tahun 1893 saat mencari metode produksi berlian buatan. Metodenya melibatkan pencampuran silika dan kokas bersama-sama sebelum memanaskannya pada suhu tinggi sebelum menghasilkan kristal silikon karbida.