Formula Silikon Karbida

Silikon karbida (SiC), rumus kimia SiC, adalah senyawa kristal yang sangat keras (9 pada skala Mohs), diproduksi secara sintetis yang terdiri atas silikon dan karbon. Biasanya tampak berwarna hitam kebiruan dengan efek warna-warni.

Diproduksi secara industri dengan mencampurkan silika dengan karbon di bawah kondisi tungku listrik bersuhu tinggi, silika karbida juga terjadi secara alami sebagai mineral moissanite dalam jumlah yang sangat kecil.

Sifat Fisik

Silikon karbida (disingkat SiC) adalah senyawa kristal yang sangat keras yang diproduksi secara sintetis dari silikon dan karbon yang dikenal dengan daya tahan dan titik lelehnya yang tinggi. Sejak akhir abad ke-19, SiC telah digunakan sebagai bahan abrasif dalam pembuatan amplas, roda gerinda, dan alat pemotong; baru-baru ini SiC juga telah digunakan secara luas untuk produksi keramik keras, lapisan tahan api keras untuk tungku industri, batu bata suhu tinggi untuk lingkungan bersuhu tinggi, suku cadang tahan aus pada pompa dan mesin roket, serta substrat semikonduktor yang digunakan untuk membuat dioda pemancar cahaya (LED).

Bentuknya padat, berbentuk kristal berwarna kuning ke hijau hingga hitam kebiruan, kristal warna-warni dengan suhu sublimasi 2700 derajat Celcius dan tidak larut dengan sebagian besar cairan, termasuk air dan sebagian besar asam/alkali/garam cair. Selain itu, ketahanan goncangan termalnya sangat rendah sementara tingkat ekspansi termalnya tetap minimal.

Silikon karbida adalah bahan yang ideal untuk membuat pelat tahan api penukar panas yang digunakan untuk memproses larutan kimia panas, seperti asam sulfat yang sangat pekat atau larutan natrium hidroksida, karena konduktivitas termalnya yang sangat baik dan kemampuannya untuk menahan suhu ekstrem selama proses ini. Selain itu, silikon karbida memberikan perpindahan panas yang cepat karena konduksi panasnya yang cepat.

Sifat Kimia

Silikon karbida (SiC) adalah bahan kristal sintetis buatan yang memiliki banyak kegunaan. Bahan ini memiliki titik leleh, densitas, dan struktur kristal tetrahedral yang tinggi dengan warna yang berkisar dari warna kuning kehijauan hingga kristal warna-warni kebiruan-hitam.

Keras dan tahan terhadap bahan kimia pada suhu dan lingkungan yang ekstrem, intan merupakan bahan abrasif populer yang digunakan untuk operasi penggilingan dan permesinan industri serta digunakan secara luas pada lapisan tahan api dan produksi keramik dan elektronik semikonduktor.

Permata Moissanite dapat ditemukan secara alami di beberapa meteorit dan endapan korundum, sementara sebagian besar SiC diproduksi sebagai produk industri. Alpha SiC paling sering dijumpai sebagai polimorf yang paling umum, dengan struktur kristal heksagonal (mirip dengan Wurtzite). Modifikasi beta dengan struktur kristal campuran seng dulunya jarang digunakan secara komersial sampai saat ini ketika struktur campuran sengnya membuatnya cocok sebagai bahan pendukung untuk katalis heterogen karena memiliki luas permukaan yang lebih tinggi daripada bentuk alfa.

Sifat Mekanis

Silikon karbida (SiC) adalah bahan keramik tahan api yang sangat keras dengan kekuatan dan ketahanan korosi yang luar biasa, yang mampu bertahan pada suhu yang sangat tinggi tanpa mengalami penurunan kualitas. Selain itu, SiC menunjukkan konduktivitas termal yang sangat baik dan ekspansi termal yang terbatas serta tetap tahan terhadap sebagian besar asam atau alkali serta garam cair.

SiC adalah semikonduktor celah pita lebar; ini berarti membutuhkan lebih banyak energi untuk menggeser elektron ke pita konduksi daripada silikon, sehingga memungkinkan frekuensi perpindahan yang lebih tinggi dan konversi daya yang lebih efisien. SiC dapat didoping dengan nitrogen atau fosfor untuk karakteristik tipe-n dan dengan boron, galium, atau aluminium untuk kemampuan tipe-p.

Metode produksi bervariasi, mulai dari serbuk kasar dan halus, pasta, atau gel keras, pencetakan ekstrusi menjadi bentuk padat dengan ekstrusi dan pengepresan isostatik dingin, melalui metode Lely pertumbuhan kristal tunggal untuk pemotongan permata yang dikenal sebagai permata moissanite sintetis, tetapi sebagian besar bahan yang diproduksi digunakan secara industri.

Sifat Termal

Silikon karbida dapat menahan suhu tinggi dan korosi namun tetap lembam secara kimiawi; hal ini memungkinkannya untuk menahan asam, alkali dan garam tanpa efek samping.

Deskripsi Bahan: Silikon karbida adalah isolator tetapi dapat dimodifikasi untuk menunjukkan semikonduktivitas dengan doping terkontrol, menawarkan sifat celah pita lebar yang ideal untuk aplikasi semikonduktor.

Produksi silikon karbida industri dimulai dengan memanaskan pasir kuarsa silika murni (SiO2) dan kokas minyak bumi yang digiling hingga suhu yang sangat tinggi menggunakan tungku tahan listrik, yang mengarah ke dua jenis - alfa dan beta. A-SiC adalah yang lebih umum di antara keduanya dengan struktur kristal heksagonal yang mirip dengan wurtzite; sedangkan b-SiC memiliki struktur kristal campuran seng yang mirip dengan berlian.

Kedua bentuk tersebut memiliki banyak kegunaan; zat ini dapat ditemukan dalam proses penggilingan, pengasahan, dan peledakan pasir serta alat pelapis seperti bor untuk proses pemotongan. Selain itu, kedua bentuk tersebut umumnya ditemukan pada alat olahraga modern seperti skateboard dan grip tape, serta digunakan sebagai bahan tahan api untuk tungku serta komponen keramik pada turbin gas.