Keramik teknis dapat menahan suhu yang lebih tinggi. Bahan tahan panas digunakan untuk pembuatannya membuatnya sangat tahan lama. Mereka membantu dalam menghadirkan produk berkinerja tinggi ke pasar. Properti kompetitif keramik teknis meliputi kekerasan dan kekuatan ekstrem, ketahanan panas yang sangat baik, dan properti listrik yang kompetitif. Ini membantu dalam pengoptimalan proses di berbagai bidang.
Sifat Termal Keramik
Kapasitas panas keramik: Kapasitas kalor jenis adalah potensi bahan dengan berat satuan kilogram untuk mengubah suhunya hingga 1 derajat Celcius. Bahan tersebut tidak boleh mengalami transisi fase. Kapasitas kalor keramik umumnya lebih rendah daripada beton dan garam cair. Ini berarti keramik memerlukan lebih banyak energi untuk menaikkan suhunya.
Tahan panas keramik merupakan sifat penting bahan keramik untuk menahan suhu tinggi. Sifat ini juga memberikan gambaran yang cukup jelas tentang suhu saat keramik meleleh.
Konduktivitas termal keramik mengacu pada efisiensi bahan keramik dalam menghantarkan energi termal. Konduktivitas termal merupakan fungsi dari komposisi keramik, porositas, dan keberadaan kotoran. Keramik dapat digunakan sebagai isolator termal jika konduktivitas termalnya rendah. Di sisi lain, ubin keramik dengan konduktivitas termal yang baik digunakan untuk pemanas lantai.
Apakah Keramik Tahan Panas?
Keramik umumnya bahan tahan panas. Itu batas suhu keramik adalah dalam kisaran 1000 – 1600 derajat C atau lebih. Keramik dikenal karena suhu lelehnya yang lebih tinggi. Namun, keramik yang mengalami fluktuasi suhu atau tekanan mekanis secara tiba-tiba akan mengalami keretakan. Fenomena ini merupakan hasil dari ekspansi termal yang tiba-tiba. Berbagai jenis keramik keramik tahan panas adalah:
◼️ Keramik tradisional: Ini termasuk keramik seperti batu bata dan genteng yang digunakan untuk operasi suhu tinggi dan dibuat secara konvensional. Keramik ini terutama digunakan untuk membuat genteng tanah liat, peralatan makan, bahan abrasif, dan pelapis tahan api.
◼️ Teknis atau Keramik Canggih: Terbuat dari senyawa anorganik dengan kemurnian tinggi melalui proses produksi khusus. Senyawa ini memiliki sifat unggul seperti konduktivitas, permeabilitas, dan magnetisme serta digunakan dalam aplikasi khusus. Berdasarkan aplikasi panas, subkategorinya adalah sebagai berikut.
- Keramik halus: Ini adalah keramik canggih yang menawarkan ketahanan panas lebih baik daripada keramik konvensional. Contohnya adalah keramik Alumina dengan suhu tahan 2000 derajat Celcius.
- Keramik Suhu Tinggi: Ini adalah jenis keramik tahan api yang tahan terhadap suhu tinggi.
- Keramik suhu ultra tinggi: Keramik suhu ultra tinggi merupakan bagian dari keramik suhu tinggi. Keramik ini mampu menahan suhu yang sangat tinggi di atas 2000 derajat C. Keramik suhu ultra tinggi memiliki konduktivitas termal yang tinggi dan tahan terhadap guncangan termal. Keramik ini juga memiliki stabilitas struktural yang unggul.
- Pelapis keramik: Pelapis keramik digunakan untuk melindungi material yang rentan terhadap panas berlebih. Pelapis ini digunakan pada komponen mesin atau knalpot.
Batas Suhu Keramik
Berapa suhu keramik meleleh?
Mengidentifikasi konteks penggunaan sangat penting saat menangani material keramik. Keramik dikenal karena ketahanannya terhadap panas. Keramik memiliki ikatan ionik atau kovalen yang kuat, lebih kuat daripada logam atau polimer. Sebagian besar keramik memiliki titik leleh yang tinggi. Suhu leleh keramik bisa serendah 800 derajat Celcius hingga setinggi 3000 derajat Celcius.
Seberapa panas keramik bisa bertahan sebelum pecah? merupakan hal yang perlu diperhatikan secara umum saat memilih keramik untuk penggunaan sehari-hari. Suhu saat keramik pecah bergantung pada jenis yang digunakan dan konteks penggunaannya. Misalnya, keramik konvensional seperti batu bata atau ubin dapat retak jika terjadi perubahan suhu secara tiba-tiba. Contohnya adalah meletakkan panci panas di atas ubin dingin.
Apakah porselen tahan panas?
Porselen adalah jenis bahan keramik yang terbuat dari kaolinit yang dipanaskan pada suhu 1200 hingga 1400 derajat. Kekuatan dan daya tembus porselen disebabkan oleh pembentukan Mullite pada suhu yang lebih tinggi. Proses ini dikenal sebagai vitrifikasi. Porselen digunakan untuk membuat peralatan makan seperti mangkuk keramik tahan panas, barang-barang dekoratif, dan isolator. Porselen pada dasarnya terdiri dari tiga jenis utama; porselen bone china, pasta keras, dan porselen pasta lunak. Ketahanan panas porselen adalah sekitar 1200 hingga 2000 derajat C. Porselen cocok untuk aplikasi dapur atau kamar mandi yang panas.
Perbandingan Sifat Termal Kaca dan Keramik
Kaca dan keramik menunjukkan sifat termal yang sangat berbeda karena perbedaan strukturalnya.
Kaca merupakan susunan atom amorf dengan konduktivitas termal rendah, sehingga menjadikannya isolator termal yang sangat efektif. Sifat ini, dikombinasikan dengan resistivitasnya yang tinggi, membuatnya ideal untuk aplikasi seperti kaca jendela, peralatan gelas laboratorium, dan isolasi termal. Akan tetapi, kaca rentan terhadap guncangan termal akibat perubahan suhu yang cepat.
Sebaliknya, keramik adalah material kristal dengan stabilitas termal yang lebih baik. Ikatan ionik/kovalennya yang kuat membuatnya sangat baik untuk guncangan termal berkelanjutan, menjadikannya pilihan yang lebih ideal untuk lingkungan bersuhu tinggi (seperti lapisan tungku atau komponen mesin). Meskipun keramik umumnya lebih rapuh daripada kaca, ketahanan aus dan opasitasnya yang unggul semakin memperluas kegunaannya dalam aplikasi yang menuntut termal.
Keramik Teknis
Keramik teknis, juga dikenal sebagai keramik canggih, dibuat dengan Produsen LCD atau produsen semikonduktor untuk memenuhi kebutuhan khusus industri. Mereka dapat menggantikan logam, keramik, dan polimer dalam aplikasi industri. Kinerja tinggi mereka disebabkan oleh kemurniannya yang ekstrem dengan oksida, karbida, dan nitrida.
Mengapa keramik teknis sangat tahan panas?
Keramik teknis tahan panas. Alasan mendasar untuk ketahanan panasnya adalah sebagai berikut:
Keramik Ekspansi termal: Ekspansi termal adalah perubahan luas, volume, struktur, atau sifat lain dari suatu material terhadap panas. Ketahanan panas keramik teknis disebabkan oleh koefisien ekspansi termalnya yang rendah.
Konduktivitas Termal Keramik Rendah: Keramik teknis memiliki konduktansi termal rendah karena energi bergerak perlahan melaluinya.
Kapasitansi termal: Kapasitansi termal disertai dengan kemampuan untuk mempertahankan panas tanpa peningkatan suhu yang nyata.
Kesimpulan
Dibandingkan dengan material tradisional seperti baja, plastik, polimer, dan barang rekayasa lainnya. Keramik teknis modern menawarkan kualitas material yang unggul. Hal ini menjadikannya sangat cocok untuk aplikasi yang melibatkan ketahanan sobek, daya tahan ekstra, serta ketahanan listrik dan termal. Seseorang harus selalu mengabaikan keramik teknis untuk peningkatan dan pengoptimalan proses multidimensi.