Silikon Karbida yang Disinter

Silikon karbida adalah keramik berkinerja tinggi dengan kekerasan, ketahanan aus, dan konduktivitas termal yang luar biasa. Namun, geometrinya yang kompleks membuat pemesinan presisi menjadi sangat menantang; perkakas intan harus digunakan untuk akurasi maksimum saat bekerja dengannya.

Saint-Gobain menggunakan berbagai cara manufaktur untuk membuat produk silikon karbida sinter bermutu tinggi. Kami menggunakan proses sintering reaksi dan sintering tanpa tekanan untuk produk keramik yang sangat padat yang dirancang untuk menghadapi aplikasi yang ketat.

Kekuatan Tinggi

Keramik silikon karbida adalah salah satu yang paling keras dan terkuat yang tersedia, mempertahankan kekuatannya pada suhu tinggi namun tetap tahan benturan. Karena kombinasi kekerasan dan kekuatan ini, silikon karbida menjadi pilihan bahan yang ideal untuk banyak aplikasi yang menuntut; khususnya tahan terhadap korosi dan oksidasi sekaligus memiliki koefisien muai panas yang rendah serta sifat tribologi yang sangat baik dan menjadi semikonduktor listrik.

Bahan silikon karbida sinter VSiC dan PGS-100 dari Mascera untuk seal pompa memberikan daya tahan jangka panjang di lingkungan yang keras yang mencakup korosi dan abrasi. Ukuran dan geometri standar VSiC membuatnya cocok untuk sebagian besar jenis pompa, sementara PGS-100 telah menambahkan kandungan grafit yang meningkatkan pelumasan untuk meningkatkan kemampuan PV di antara pasangan kawin permukaan keras yang menghasilkan daya tahan uji coba kering yang lebih besar serta meningkatkan kinerja penyegelan.

Sintering reaksi (RS-SiC) adalah salah satu proses manufaktur silikon karbida yang paling diminati karena strukturnya yang padat, suhu pemrosesan yang rendah, kemampuan bentuk yang baik, dan kemurnian yang tinggi. Sayangnya, sifat mekanik seperti kekuatan dan modulus Young dari RS-SiC cenderung lebih rendah karena ukuran silikon (Si) sisa dalam struktur mikronya.

Pressureless Sintering of Silicon Carbide Ceramics (PS-SiC) adalah metode lain untuk memproduksi keramik silikon karbida, menggunakan bubuk SiC ultrafine yang dicampur dengan sejumlah kecil aditif sintering untuk membentuk material padat dengan butiran halus. Metode ini memiliki sifat mekanis dan metode pembentukan yang sangat baik, membuat teknik ini cocok untuk berbagai aplikasi.

Kekakuan Tinggi

Silikon karbida (SiC), umumnya disebut sebagai salah satu bahan keramik terkeras yang tersedia saat ini. SiC terkenal karena kekuatan dan kekerasannya tetap konstan bahkan pada suhu yang sangat tinggi, menjadikannya bahan yang sangat tangguh yang tahan terhadap keausan, korosi, dan goncangan termal - yang lebih mengesankan lagi adalah beratnya setengah dari baja sekaligus memiliki koefisien muai yang rendah dan sifat konduktivitas termal yang hebat.

Silikon karbida yang disinter diproduksi dengan mencampurkan bubuk silikon karbida halus dan murni dengan aditif sintering non-oksida, kemudian memadatkan bahan bubuk ini menggunakan proses pembentukan keramik tradisional seperti pengepresan isostatik, pengepresan cetakan atau cetakan injeksi. Metode pembentukan keramik ini memungkinkan penciptaan bentuk yang sangat kompleks tanpa mengorbankan sifat sintering.

Teknologi sintering terikat reaksi dan sintering tanpa tekanan untuk silikon karbida adalah dua bentuk utama teknologi sintering, keduanya mampu menciptakan keramik yang sangat kuat, keras, dan tahan lama untuk aplikasi suhu tinggi; setiap jenis menawarkan karakteristik berbeda yang mungkin membuatnya cocok untuk tugas atau penggunaan tertentu.

Reaction Bonded Silicon Carbide (SSiC) dari Saint-Gobain Performance Ceramics & Refraktori, yang diproduksi melalui sintering reaksi, menawarkan sifat kimia dan mekanik yang luar biasa pada suhu melebihi 2.000 derajat Celcius untuk aplikasi penggunaan akhir. Produk ini menawarkan ketahanan yang luar biasa terhadap goncangan termal, korosi kimia dan memiliki ketahanan oksidasi yang sangat baik serta kekuatan pecah creep.

Tahan Suhu Tinggi

Silikon karbida yang disinter tahan terhadap suhu tinggi sekaligus tahan terhadap korosi, oksidasi, dan guncangan benturan, menjadikannya salah satu bahan paling keras di dunia. Mampu menahan panas dan tekanan yang hebat tanpa retak di bawah tekanan, bahan ini menjadi pilihan material yang ideal untuk nozel peledakan yang digunakan di lingkungan yang menuntut seperti pembangkit listrik atau pabrik sintering baja.

SSiC dapat bertahan pada suhu hingga 1.900 derajat Celcius, jauh melampaui titik leleh sebagian besar paduan. Selain itu, SSiC sangat tahan terhadap erosi kimiawi dan dampak kimiawi; menjadikannya bahan yang cocok untuk aplikasi yang berat seperti pengecoran logam.

Silikon karbida yang disinter diproduksi dengan menggunakan beberapa proses pembentukan keramik, termasuk ekstrusi (tabung) dan pengepresan isostatik dingin untuk pelat dan balok. Setelah dikerjakan dengan mesin dengan toleransi yang tepat, kemudian disinter dalam atmosfer yang terkendali untuk mencegah oksidasi dan menjadi bahan yang kuat, keras, dan dapat menghantarkan panas. Meskipun mahal dan memakan waktu, metode produksi ini menghasilkan produk silikon karbida berkualitas tinggi yang memiliki kekuatan, kekerasan, dan konduktivitas termal yang luar biasa.

Sebaliknya, karbida silikon berikatan reaksi (RBSIC), di sisi lain, kurang baik dalam hal kekuatan lentur, ketahanan terhadap bahan kimia, dan ketangguhan terhadap patahan. Silikon karbida berikatan reaksi dibentuk dengan menyuntikkan silikon cair ke dalam karbon berpori atau bentuk awal grafit; biaya produksinya lebih rendah daripada SSiC sementara komponen yang lebih kecil dan bentuk yang rumit lebih mudah dibuat dengan menggunakannya; kinerjanya pada suhu tinggi juga lebih baik daripada bahan saingannya.

Konduktivitas Suhu Tinggi

Konduktivitas termal silikon karbida yang disinter meningkat seiring dengan perubahan kandungan aditifnya, karena peningkatan fase cair eutektik antara butiran SiC dengan peningkatan suhu yang menyebabkan densitas keramiknya meningkat, yang menyebabkan konduktivitas listrik yang lebih besar melalui jaringan isolasinya.

SSiC menawarkan suhu sintering yang lebih tinggi yang membuatnya lebih mudah untuk dikerjakan dengan mesin dan memberikan toleransi yang lebih ketat daripada reaction bonded silicon carbide (RBSIC), sehingga cocok untuk membuat komponen peralatan proses seperti nosel, katup, selongsong poros, atau perabot tanur.

Morgan's Purebide(r) SSiC grade menawarkan ketahanan abrasi yang luar biasa dengan ketahanan kimia yang sangat baik dan kekuatan lentur yang luar biasa pada suhu tinggi. Selain itu, penambahan grafit bebas meningkatkan pelumasan untuk meningkatkan kemampuan kecepatan tekanan di antara pasangan kawin permukaan keras.

Silikon karbida berikatan reaksi dibuat dengan menyusupkan silikon cair ke dalam karbon berpori atau bentuk awal grafit, kemudian menekan dan menyinternya untuk menghasilkan karbida silikon berikatan reaksi (RBSC). Meskipun kekuatan dan kekerasannya mungkin berada di bawah SSiC, reaction bonded SC memberikan ketahanan aus yang sangat baik sekaligus jauh lebih murah untuk diproduksi - ditambah lagi waktu produksi yang sering kali lebih cepat menjadikan opsi ini solusi yang menarik untuk aplikasi tertentu.

Silikon karbida sinter tanpa tekanan memiliki sifat mekanis dari bahan kubik polikristalin berpusat pada permukaan dengan koefisien muai yang rendah, sehingga cocok untuk aplikasi presisi seperti cetakan dan komponen aus. Selain itu, daya tahan suhunya yang ekstrem menunjukkan ketahanan yang sangat baik terhadap serangan bahan kimia sekaligus menawarkan stabilitas termal sebagai bonus tambahan.