Beberapa keramik menarik untuk aplikasi suhu tinggi

Keramik teknis telah dieksplorasi dan dipelajari untuk aplikasi suhu tinggi selama bertahun-tahun. Dengan perkembangan teknologi, material dan sifat-sifatnya yang menguntungkan telah menempuh perjalanan panjang untuk menawarkan manfaat yang unggul. Menariknya, tulisan di bawah ini mencakup sifat-sifat ini Karbida Silikon (SIC) dan Aluminium Oksida (Al2O3).

Sifat Suhu Keramik

Keramik suhu tinggi selalu mengungguli logam dan paduan. Tahan terhadap panas, rentang suhu kerja yang luas, dan konduktivitas termal yang tinggi menjadikannya pilihan utama dalam aplikasi tertentu. Keramik teknis pada dasarnya disesuaikan dengan mengendalikan struktur atau formulasinya untuk mendapatkan sifat yang diinginkan.

Tahan terhadap guncangan termal 

Ketahanan terhadap guncangan berarti kemampuan bahan dalam menahan perubahan suhu tinggi yang tiba-tiba atau tajam. Suhu leleh keramik memiliki hubungan dengan properti ini. Oleh karena itu, mengevaluasi titik leleh keramik sangat penting dalam merancang sistem. titik leleh keramik umum Umumnya dianggap pada suhu 2000 derajat Celcius. Akan tetapi, karena keramik merupakan bahan yang rapuh, setiap fluktuasi suhu yang tiba-tiba menyebabkan bahan tersebut pecah karena guncangan termal yang tidak diinginkan.

Konduktivitas termal 

Konduktivitas termal memberi tahu kita perilaku suhu melalui suatu benda material. Misalnya, panci masak dikenal karena distribusi panasnya yang seragam di seluruh bagiannya.

Logam mana yang memiliki konduktivitas termal lebih tinggi? Bagaimana dengan keramik teknis? 

Konduktivitas termal yang lebih tinggi ditetapkan pada nilai 400 W/Mk atau lebih tinggi yang merupakan nilai untuk Perak. Dalam keramik teknis silikon karbida selalu menduduki puncak tangga lagu yang pada gilirannya dikenal karena daya tahan dan kekuatannya. Konduktivitas termal Karbida silikon lebih besar dari 200 W/Mk

Koefisien ekspansi termal 

Pergerakan atom melalui material membuatnya membengkak dengan cepat di bawah suhu yang diterapkan. Koefisien ekspansi termal keramik yang rendah membuatnya ideal untuk digunakan dalam beberapa aplikasi. Keramik cenderung tetap stabil dalam berbagai suhu kerja.

Aplikasi suhu menonjol dari Keramik teknis

Keramik suhu tinggi Vs Keramik suhu ultra tinggi 

Keramik suhu tinggi bekerja dalam kisaran sekitar 650 derajat Celcius Ke Atas. Keramik suhu ultra tinggi bekerja pada suhu yang lebih tinggi. Kisaran suhu lelehnya sekitar 1500 derajat Celcius atau di bawahnya. Oleh karena itu, logam ini sering digunakan dalam aplikasi seperti perangkat semikonduktor dan komponen kedirgantaraan.

Yang populer keramik suhu ultra tinggi terutama material golongan IV seperti Titanium Zirkonium dan Hafnium. Mereka memiliki titik leleh ekstrem pada kisaran di atas 4000 derajat Celcius. Nilai konduktivitas termal umumnya lebih besar dari 140 KW/Mk.

Pelapis keramik suhu tinggi: Teknologi zaman baru 

Pelapis keramik suhu tinggi memastikan perlindungan dan tahan terhadap korosi dan karat. Pelapis keramik suhu tinggi memperlambat perpindahan energi melalui material. Bagian terdekat terhindar dari kerusakan akibat panas. Pelapis juga memberikan tampilan mengilap dan membantu memberikan estetika yang mengilap, visual, dan menarik pada permukaan tempat pelapis diaplikasikan.

Karbida Silikon Vs Aluminium Oksida

Aluminium Oksida Dan Karbida silikon adalah nama yang sering terdengar dalam keramik karena sifatnya yang luar biasa. Aluminium Oksida memiliki sifat material yang lebih baik. Kekuatannya bagus, tahan sobek, dan stabil secara kimia. Karbida silikon di sisi lain dikenal karena konduktivitas listrik dan termalnya yang tinggi dan ketahanan suhu yang baik. Beberapa perbedaan utama dan informasi terperinci dari Karbida silikon Dan Aluminium Oksida digambarkan di bawah ini.

Sifat Fisik Aluminium Oksida dan Silikon Karbida

Sifat fisik suatu material sangat penting untuk memahami dan memilih material untuk aplikasi yang diinginkan. Sifat fisik tersebut meliputi data dasar material dan nilai morfologi atau perilakunya terhadap suhu, listrik, atau panas.

Beberapa sifat fisik yang menonjol dari Aluminium Oksida diberikan di bawah ini:

Beberapa sifat fisik yang menonjol dari Karbida silikon diberikan di bawah ini:

Karbida Silikon dan ketahanan panasnya

Konduktivitas termal SiC berada pada kisaran 130 – 260 W/MK. Dikenal juga dengan nama karborundum. Ekspansi termalnya sekitar 4 x 10-6 degC-1. Nilai ekspansi termalnya secara umum dianggap lebih rendah daripada perangkat semikonduktor umum.

Struktur kristal silikon karbida bersifat tetrahedral. Sifat kristalnya membuatnya lebih keras dengan kepadatan rendah. Konduktivitas termal yang lebih tinggi bersama dengan ekspansi termal yang lebih rendah membuat silikon karbida tetap efektif di bawah tekanan termal yang diinduksi. Ketahanan guncangan termal yang tinggi membuat SiC menjadi bahan yang populer dalam pembuatan nosel roket, komponen katup, penukar panas, dll.

Karbida Silikon dan Aplikasi Termalnya

Karbida silikon cenderung tetap elastis bahkan pada suhu tinggi, katakanlah 1600 atau lebih. Ini adalah faktor utama yang berkontribusi pada sifat suhu tingginya. Ketahanan guncangan SiC dibandingkan dengan Nitrida dan Zirkonia berbeda. Ketahanan guncangannya lebih tinggi daripada Zirkonia. Oleh karena itu Karbida silikon lebih disukai dalam aplikasi suhu biasa.

Karbida silikon memiliki potensi besar dalam industri elektronika daya karena konduktivitas termalnya yang tinggi dan celah pita yang tinggi. Keramik Karbida Silikon mampu menahan fluktuasi tegangan yang lebih tinggi. Perangkat Sic juga bekerja dengan baik dengan kehilangan panas yang lebih sedikit.

Alumina dan ketahanan panasnya

Alumina dan sifat-sifatnya yang luar biasa dinamai berdasarkan ikatan ionik antar atomnya yang kuat. Aluminium Oksida, Alumina memiliki banyak bentuk struktural seperti Alpha Al2O3 Pada dasarnya stabil pada suhu aplikasi yang lebih tinggi. Fase alfa aluminium oksida kuat dan dikenal karena kekuatan dielektriknya.

Aluminium Oksida dengan kemurnian tinggi sebagian besar digunakan dalam lingkungan pengoksidasi dan pereduksi pada suhu 1920 derajat Celcius. Aluminium Oksida tahan terhadap hampir semua pelarut. Tidak pernah rusak oleh asam seperti asam hidrofluorat. Kehilangan berat Alumina berada pada kisaran 10-6 hingga -7 dalam rentang vakum saat terkena suhu 1700 derajat Celcius atau lebih.

Aluminium Oksida dan Aplikasi Termalnya

Menjadi bahan yang sangat tahan panas aluminium oksida pada dasarnya digunakan sebagai lapisan tahan api. Mereka juga digunakan sebagai insulasi panas di dalam tungku. Alumina, Aluminium Oksida juga berfungsi sebagai katalis yang lebih baik dalam industri petrokimia karena kemampuannya untuk bekerja pada suhu yang lebih tinggi. Zat ini juga inert dan tidak bereaksi dengan reaktan yang terlibat dalam proses.

Sifat isolasi listrik alumina membuatnya sangat cocok untuk industri semikonduktor dan aplikasi dielektrik. Sifat ini memastikan nilai dielektrik yang baik saat diubah dari DC ke frekuensi. Kemurnian alumina juga memiliki rentang yang paling banyak digunakan adalah 99,8%. 99,8% murni alumina terutama digunakan pada aplikasi suhu tinggi.

Intinya

Penjelasan singkat tentang perbedaan utama antara aluminium oksida Dan silikon karbida ditulis untuk dipahami. Aluminium Oksida dikenal karena kekerasannya dan manfaat material lainnya. Tahan terhadap abrasi dan memiliki kekuatan yang baik. Dalam hal sifat termal Karbida silikon unggul dengan ketahanan panas dan stabilitas termal yang sangat baik.