Perkenalan

Keramik silikon karbida telah membuat langkah besar dalam industri otomotif baru-baru ini karena kekerasannya yang mengesankan dan sifat-sifat luar biasa lainnya yang dimilikinya. Perkembangan baru dalam teknologi otomotif dan energi terbarukan telah memungkinkan penggunaan keramik canggih ini dalam industri manufaktur mobil secara global. Artikel hari ini akan menunjukkan kepada Anda manfaat, sifat unik, dan aplikasi keramik silikon karbida dalam industri otomotif dan beberapa industri lainnya. Kami juga akan membahas peran semikonduktor SiC dalam Kendaraan Listrik (EV). Terakhir, Anda akan melihat tren pasar keramik silikon karbida saat ini.

Karakteristik Keramik Karbida Silikon

Keramik silikon karbida adalah material keramik canggih yang terbuat dari silikon dan karbida. Anda bisa mendapatkannya secara artifisial sebagai Karborundum atau secara alami sebagai Moissanite. Berbicara tentang keramik silikon karbida, hal pertama yang terlintas dalam pikiran adalah kekerasan material yang luar biasa dan kemampuan untuk menahan kondisi yang keras seperti panas ekstrem, oksidasi (berkarat), dan suhu. Menariknya, material SiC seperti wafer SiC dan heat sink keramik SiC memiliki celah pita yang lebar yang membantu mereka menghantarkan panas dan listrik dengan sangat baik dibandingkan dengan material lainnya.

Tidak mengherankan, industri otomotif mengadopsi keramik SiC dengan cepat dalam produksi mobil, kendaraan listrik, mesin mobil, suku cadang mobil, dan banyak peralatan terkait lainnya. Alasannya sederhana: bahan keramik silikon karbida cenderung memberikan keunggulan yang jauh lebih baik dan hasil yang efisien dalam berbagai aplikasi dibandingkan bahan keramik canggih pada umumnya.

Beberapa sifat silikon karbida yang membuatnya berguna bagi banyak industri saat ini adalah:

• Konduktor listrik dan panas ekstrem yang sangat baik.

• Kepadatan rendah

• Titik leleh tinggi 2.730°C

• Kekuatan tekan dan kekerasannya tinggi, kedua setelah Berlian.

• Ekspansi termal rendah.

• Ia juga memiliki permukaan yang kuat dan anti gores.

• Mereka memiliki celah pita lebar yang menjadikannya semikonduktor yang cocok untuk perangkat elektronik berdaya tinggi dan kendaraan listrik.

• Modulus Young di atas 400 GPa.

• Tingkat ketahanan yang tinggi terhadap korosi dan zat kimia seperti asam.

• Kemampuan menahan suhu tinggi mencapai 1.300°C.

Manfaat Keramik Karbida Silikon Bagi Berbagai Industri

Keramik silikon karbida memiliki banyak manfaat bermanfaat bagi beberapa industri, seperti industri otomotif, industri kimia, perusahaan teknik, industri metalurgi, industri plastik, dll.

Nah, berikut ini adalah beberapa manfaat yang bisa Anda dapatkan dari penerapan keramik silikon karbida:

• Produk ini memberi Anda cara cepat dan efisien untuk menghilangkan panas di mobil dan mesin industri berat Anda. Artinya, mobil Anda tidak akan kepanasan jika bahan keramik silikon karbida digunakan dalam pembuatannya.

• Mobil Anda dan bahkan mesin, mesin, dan suku cadang industri berat memanfaatkan kekerasan kompresif dan sifat tangguh SiC, sehingga membuatnya bertahan lebih lama.

• Bahan SiC menghantarkan listrik dengan sangat baik; oleh karena itu, sangat cocok untuk kendaraan listrik.

• Koefisien gesekan yang rendah pada keramik otomotif melindunginya dari tekanan mekanis, keausan, dan kerusakan.

• Dengan koefisien ekspansi termal yang rendah, mobil dan peralatan Anda dapat bereaksi dengan baik terhadap guncangan termal.

• Anda dapat menggunakan bahan SiC ini dalam kondisi dan lingkungan yang tidak menguntungkan dengan suhu tinggi atau tidak stabil tanpa mengalami kerusakan termal karena stabilitas termal dan konduktivitasnya yang tinggi.

• Anda dapat menggunakan keramik silikon karbida ini untuk memproduksi cat kuku yang kuat dan bahan plastik dalam industri keramik.

• Anda dapat menghemat biaya dan waktu saat menggunakan wafer silikon karbida dan heat sink untuk memproduksi barang elektronik berdaya tinggi, kendaraan listrik, dan mobil.

• Wafer dan serpihan silikon karbida dapat meningkatkan laju konversi daya mobil Anda.

• Mobil dan kendaraan listrik Anda akan mengelola energi lebih efisien dengan penggunaan material SiC untuk pengisi daya terpasang dan konverter DC/DC.

• Ponsel, kendaraan listrik, dan komputer modern Anda menjadi lebih cepat dan lebih produktif berkat chip wafer silikon karbida yang menjaga sistem tetap terkendali.

• Pengurangan kegagalan rem karena pembuangan panas yang cepat dari keramik otomotif.

• Anda menghabiskan lebih sedikit konsumsi bahan bakar saat menggunakan bahan SiC karena kehilangan panas dan stabilitas termal yang lebih berkurang.

• Wafer silikon karbida membantu produsen mengurangi ukuran dan memproduksi mesin atau komponen perangkat yang ringan.

Aplikasi Keramik dalam Industri Otomotif

Penggunaan keramik silikon karbida dalam industri otomotif telah meningkat drastis dalam beberapa tahun terakhir. Perusahaan teknik yang ingin memproduksi mobil yang tangguh dan andal terutama bergantung pada kekuatan dan kekerasan bahan-bahan ini. Bagian atas piston, knalpot mobil, pintu mobil, mesin, suku cadang, chip semikonduktor, lapisan silinder dan kiln, serta intake manifold adalah beberapa peralatan yang memanfaatkan keramik silikon karbida. Beberapa aplikasinya meliputi:

Mesin dan pelapis mesin

Mesin berfungsi optimal jika dapat menghantarkan panas dengan baik tanpa memengaruhi seluruh sistem. Ini adalah sifat unik dari bahan keramik canggih seperti silikon karbida. Bahan ini memiliki konduktivitas termal dan stabilitas yang sangat baik, tetapi tetap mempertahankan strukturnya. Jadi, Anda dapat menggunakannya untuk melapisi mesin tugas berat dan knalpot mobil atau menggunakannya dalam produksi mesin tersebut.

Piston dan piston

Bila Anda melapisi keramik otomotif seperti piston dengan SiC, pantulan panas akan lebih baik. Bagaimana caranya? Ini akan meningkatkan frekuensi pembakaran bahan bakar dan mengurangi akumulasi karbon.

Kepala Silinder

Ruang berintensitas tinggi dari port pembuangan dan kepala silinder terbakar dengan baik berkat lapisan keramik yang membantu sirkulasi panas dengan lebih cepat.

Rok Piston

Keausan dan ketahanan terhadap goresan merupakan sifat utama bahan keramik silikon karbida. Oleh karena itu, blok mesin dan skirt piston memperoleh permukaan geser yang kering dan terlindungi saat Anda melapisinya dengan bahan silikon karbida.

Manifold Masuk

Bila Anda menggunakan material keramik silikon karbida untuk pelapis pada intake manifold di industri otomotif, biasanya terjadi penurunan tingkat penetrasi panas akibat campuran udara dan bahan bakar yang lebih dingin.

Peran Semikonduktor Karbida Silikon dalam Kendaraan Listrik (EV)

Berkat baterai silikon karbida dan wafer silikon karbida (semikonduktor), kendaraan listrik kini telah menjadi salah satu sensasi terbaru dalam teknologi otomotif. Kendaraan listrik terlihat kecil, kompak, dan ringan, tetapi dibandingkan dengan mobil pada umumnya, kendaraan listrik lebih efisien dengan kecepatan perpindahan yang mengesankan dan kehilangan daya yang berkurang. Sifat unik semikonduktor silikon karbida, seperti stabilitas termal, pembuangan panas yang cepat dan efektif, konduktivitas listrik dan termal yang stabil, membuat produsen menganggapnya sebagai hal yang nyata dalam merancang kendaraan listrik yang lebih kecil, kurang rumit, tetapi murah. Kendaraan listrik memanfaatkan sirkuit pengisian daya, wafer silikon karbida (sebagai chip), baterai, atau inverter agar berfungsi dengan baik.

Laporan mengatakan bahwa Tesla membuat terobosan baru untuk Model 3 mereka pada tahun 2017, ketika mereka menjadi produsen kendaraan listrik pertama yang memproduksi inverter drivetrain silikon karbida.

Inverter atau baterai SiC, seperti yang mungkin Anda ingin sebut, memberi daya pada kendaraan listrik dengan mengubah energi listrik yang dimilikinya menjadi daya yang menggerakkan kendaraan listrik. Jadi, tanpa baterai silikon karbida, yang memerlukan pengisian daya, roda kendaraan listrik tidak akan bergerak sedikit pun. Hal ini juga karena semikonduktor SiC ini bertindak seperti kotak otak yang mengendalikan aliran energi listrik antara motor listrik, paket baterai, dan komponen lainnya.

Mobil rata-rata menggunakan sekitar 500-600 chip semikonduktor, yang menyebabkan lebih banyak panas yang dihasilkan. Jadi ada kebutuhan yang semakin meningkat akan chip yang dapat mentransfer panas ini lebih cepat dan efektif. Chip semikonduktor silikon karbida sekarang menjadi solusi yang sangat berguna untuk ini karena mereka dapat secara efektif mengelola panas apa pun yang dihasilkan dan menghilangkannya dengan cepat tanpa memengaruhi sistem. Kendaraan listrik baru dan lebih baik yang Anda lihat saat ini memiliki sekitar 2.000 chip semikonduktor silikon karbida. Jelas ada peningkatan dalam kepadatan, daya, dan laju konversi energi, serta konduktivitas termal dan stabilitas EV yang ditingkatkan.

Tren Pasar Keramik Karbida Silikon Saat Ini

Pasar keramik silikon karbida saat ini bernilai $1,27 miliar. Angka yang cukup mengesankan, bukan? Para ekonom memperkirakan Tingkat Pertumbuhan Tahunan Gabungan sebesar 5,25% karena ada peningkatan permintaan dan persaingan pasar yang signifikan. Selain itu, perkiraan setidaknya $2 miliar pada tahun 2030 merupakan bukti lebih lanjut bahwa pasar berjalan cukup baik dalam beberapa tahun terakhir. Perusahaan-perusahaan Asia seperti Fuji Electric Company, Ltd., dan ROHM Companies telah muncul sebagai pemain kunci di pasar SiC ini.

Di sini di Keramik GGS, Kami hadirkan beberapa bahan keramik silikon karbida terbaik yang tersedia. Dengan membeli produk unik yang kami miliki, Anda dapat membangun dunia keramik impian Anda.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Bisakah silikon karbida larut dalam air?

Tidak, tidak larut dalam air tetapi larut dalam besi cair dan Kalium Hidroksida (KOH).

Mana yang lebih baik antara baterai silikon karbida dan baterai litium-ion?

Baterai SiC cenderung lebih baik dibandingkan dengan jenis baterai litium-ion rata-rata, karena baterai ini (baterai silikon karbida) terisi lebih cepat, memiliki masa pakai lebih panjang, dan mempunyai kepadatan energi lebih tinggi, yang membuatnya lebih kuat daripada baterai sejenis (litium-ion).

Apa yang membedakan Galium Nitrida (GaN) dari Silikon Karbida (SiC)?

Meskipun kedua bahan semikonduktor ini memiliki sifat yang serupa, silikon karbida memiliki celah pita yang lebih lebar yaitu 3,4 eV, sedangkan Galium Nitrida memiliki celah pita sebesar 3,4 eV.

Kesimpulan

Keramik silikon karbida saat ini memiliki dampak besar pada ekonomi dunia dan banyak industri di seluruh dunia. Keramik ini telah sepenuhnya mengubah wajah industri otomotif, mulai dari penggunaan keramik otomotif dalam produksi kendaraan dan mobil listrik berbiaya rendah tetapi sangat efisien hingga produksi wafer silikon karbida berkinerja tinggi, semikonduktor dan baterai silikon karbida, pengisi daya onboard, dan pelapis piston yang ditingkatkan. Keramik silikon karbida memang mengubah permainan!