Perkenalan

Silikon karbida merupakan salah satu material keramik canggih yang paling banyak digunakan saat ini. Kekerasannya yang mengesankan dan konduktivitas termal yang tinggi merupakan beberapa sifat luar biasa yang mendorong peningkatan permintaan dan produksi material SiC ini. Dengan teknologi terkini, silikon karbida dapat diproduksi secara industri melalui sintering bubuk SiC tanpa tekanan atau proses ikatan reaksi. Artikel hari ini akan memberikan gambaran umum tentang material silikon karbida sinter tanpa tekanan, sifat, aplikasi, dan perbandingannya dengan silikon karbida dan material lainnya. Anda juga akan mempelajari perbedaan antara metode sintering reaksi dan sintering tanpa tekanan dalam produksi SiC. Terakhir, Anda akan melihat tren pasar silikon karbida sinter tanpa tekanan saat ini.

Karbida Silikon Sinter

Karbida Silikon Sinter (SSIC) adalah jenis material silikon karbida yang dapat diperoleh dengan menyinter bubuk silikon karbida halus yang sangat murni menjadi material keramik padat. Proses ini dapat dilakukan secara industri di bawah suhu, panas, dan tekanan tinggi. Material SSIC memiliki kekuatan tekan dan kekerasan yang tinggi, konduktivitas termal yang tinggi, serta ketahanan yang kuat terhadap bahan kimia dan karat. Aplikasi yang menuntut presisi dimensi tinggi, suhu tinggi, dan stabilitas termal akan mendapatkan manfaat dari penggunaan material SSIC ini. Silikon karbida sinter tanpa tekanan dan silikon karbida sinter reaksi merupakan variasi utama dari material SSIC.

Apa itu Karbida Silikon Sinter Tanpa Tekanan?

Karbida silikon sinter tanpa tekanan adalah jenis material SiC Sinter yang dihasilkan dari sintering bubuk silikon karbida ultra-halus dengan kemurnian tinggi dalam atmosfer vakum pada tekanan atmosfer dan suhu tinggi berkisar antara 1980°C - 2200°C. Sesuai namanya, material ini tidak memerlukan tekanan eksternal. Terkadang, saat proses pengepresan, aditif sintering seperti Alumina (Al2O3) dan Boron Karbida (B4C) dapat digunakan untuk meleburkan bubuk SiC menjadi material keramik padat dengan stabilitas termal tinggi. Sintering tanpa tekanan membuat material keramik memiliki kepadatan yang sangat tinggi karena selama produksi, densitasnya meningkat di atas 95% dari densitas teoritis.

Sifat-sifat Karbida Silikon Sinter Tanpa Tekanan

Berikut ini adalah beberapa sifat unik dari bahan SiC Sinter Tanpa Tekanan:

• Ini memiliki kekerasan tinggi

• Titik leleh tinggi 3103K

• Kepadatan 3,21g/cm³

• Daya tahan tinggi terhadap korosi dan zat kimia.

• Konduktivitas termal tinggi di atas 200 Wm-1k-1

• Modulus elastisitas besar mencapai 410 GPa

• Kemampuan menahan suhu tinggi mencapai 1.600°C

• Kekuatan tekan tinggi sekitar 3000 MPa

• Nilai kemurnian SiC 99%

• Porositas kurang dari 0,2%

• Kekerasan Vickers 2.500HVO.5

• Koefisien ekspansi termal 4×10-6i°C

Perbandingan Antara Sintering Reaksi dan Sintering Tanpa Tekanan pada Karbida Silikon

Ada dua cara utama untuk memproduksi material Silikon Karbida Sinter secara industri, yaitu: sinter reaksi dan sinter tanpa tekanan untuk material silikon karbida.

Reaksi Sintering Karbida Silikon

Anda dapat memproduksi material SSIC jenis ini dengan mencampurkan grafit dan partikel halus alfa-SiC dalam jumlah yang telah ditentukan. Kemudian, dipanaskan hingga 1650°C. Suhu tinggi tersebut akan membuat alfa-SiC bereaksi dengan karbon dalam badan grafit, membentuk beta-SiC. Kemudian, silikon diinfiltrasi sepenuhnya, dan pori-pori yang tersisa diisi untuk menghasilkan material SSIC sinter reaksi. Proses ini lebih cepat dan mengurangi biaya dibandingkan dengan material SSIC tanpa tekanan. suhu sintering Hanya itu yang dibutuhkan untuk memproduksi material SSIC reaksi ini. Meskipun proses sintering reaksi efektif untuk membuat material berukuran besar, material yang dihasilkan biasanya tidak memiliki kerapatan yang seragam. Beberapa bahkan retak setelah produksi akhir. Proses sintering reaksi juga tidak ramah lingkungan. Gas dan cairan lebih banyak meresap ke dalam SSIC dibandingkan dengan SSIC sinter tanpa tekanan karena porositas material SSIC sintering reaksi ini yang besar.

Sintering Karbida Silikon Tanpa Tekanan

Anda dapat memproduksi material SSIC melalui Sintering tanpa tekanan, yang melibatkan pemanasan bubuk SiC dengan kemurnian tinggi dan sangat halus menjadi padatan bahan keramik. Hal ini dapat dilakukan dengan dua cara: Sintering Fase Padat dan Sintering Fase Cair:

Sintering Fase Padat

Dalam jenis sintering ini, terdapat dua larutan padat, yang dapat kita sebut sebagai aditif, misalnya Boron dan Karbon. Boron dapat digunakan untuk mengurangi energi batas otak pada antarmuka SiC, sementara karbon menghilangkan Silikon Dioksida (Silika Karbida) pada antarmuka tempat SiC berada, yang meningkatkan energi permukaan. Sintering fase padat menggunakan aditif lain seperti Alumina (Al2O3), Boron Nitrida (BN), atau kombinasi Boron Karbida dan Alumina.

Sintering Fase Cair

Dalam fase ini, Anda dapat menggunakan berbagai oksida eutektik seperti Y2O3-Al2O3 sebagai aditif atau satu elemen. Fase ini bekerja lebih baik pada suhu rendah. Pemadatan SiC diperoleh melalui pergerakan partikel SiC, difusi, dan transfer massa, yang dihasilkan oleh titik eutektik rendah.

Beberapa produsen lebih memilih metode sintering fase cair daripada sintering fase padat karena memiliki stabilitas termal yang baik, membutuhkan lebih sedikit bahan baku, dan biaya produksi yang lebih rendah.

Secara keseluruhan, sintering silikon karbida tanpa tekanan menghasilkan material SSIC yang unggul dengan kemurnian dan densitas yang lebih baik. Ini berarti dapat digunakan oleh industri yang memproduksi perangkat elektronik bersuhu tinggi, atau bahkan dalam aplikasi yang menuntut presisi dan stabilitas termal yang tinggi. Namun, jika Anda ingin menghemat waktu dan mengurangi biaya produksi, Anda dapat memilih proses sintering reaksi untuk menghasilkan SiC sinter. Jadi, pilihan Anda untuk kedua metode ini bergantung pada apa yang ingin Anda lakukan, dan bagaimana Anda ingin aplikasi Anda dilakukan.

Perbandingan Antara Karbida Silikon Sinter dan Karbida Silikon

Karbida silikon sinter (SSIC) adalah jenis material keramik SiC yang dihasilkan dari sintering partikel SiC ultra-halus dan kemurnian tinggi menjadi material keramik yang keras dan super-padat. Di sisi lain, Karbida Silikon (SiC) adalah bahan keramik canggih Terbuat dari Silikon dan Karbida. SiC tersedia dalam bentuk buatan, karborundum, atau bentuk alami, moissanite. Kini, kedua unsur ini (Silikon dan karbon) dikombinasikan secara kimia dalam industri berteknologi tinggi di bawah suhu tinggi untuk menghasilkan material keramik dengan kekuatan tekan, kekerasan, stabilitas termal, serta ketahanan terhadap korosi dan bahan kimia yang tinggi. Material SiC terutama dapat digunakan untuk produksi bahan abrasif, material yang kuat dan berpermukaan keras seperti heat sink keramik, suku cadang mesin, suku cadang mesin pesawat terbang dan otomotif, dll.

Bahan SSIC secara umum lebih unggul daripada bahan silikon karbida karena bahan ini menjadi lebih kuat akibat panas yang tinggi, porositasnya berkurang, sementara konduktivitas listrik dan termalnya sangat ditingkatkan dibandingkan dengan komponen silikon karbida.

Aplikasi Karbida Silikon Sinter Tanpa Tekanan

Silikon karbida sinter tanpa tekanan memiliki banyak aplikasi di berbagai sektor saat ini. Beberapa di antaranya adalah:

Industri Manufaktur

Anda dapat menggunakan material SSIC tanpa tekanan berkinerja tinggi ini untuk memproduksi cincin segel, bantalan geser, dan komponen tahan aus yang kuat pada mesin industri berat.

Industri Listrik

Dalam industri kelistrikan masa kini, Anda dapat menggunakan material keramik SSIC ini untuk membuat semikonduktor, senjata dan artileri, elektronika daya suhu tinggi dan peralatannya karena kekuatan tekannya yang sangat baik dan kemampuannya untuk bertahan dalam kondisi yang tidak menguntungkan.

Industri Metalurgi

Anda dapat menggunakan silikon karbida sinter tanpa tekanan dalam produksi instrumen dan peralatan logam yang membutuhkan perpindahan panas atau konduktivitas listrik yang cepat. Material seperti heat sink keramik, nozel pembakaran, komponen pelapis kiln, dll.

Industri kaca

Bahan yang terbuat dari kaca, seperti jendela, kaca depan mobil, kaca spion, dan instrumen optik, semuanya dapat dibuat dari bahan SiC yang disinter tanpa tekanan.

Tren Pasar Saat Ini dan Nilai Pasar Karbida Silikon Sinter Tanpa Tekanan

Pasar silikon karbida sinter tanpa tekanan tumbuh pesat jika Anda mengamati ekonomi dunia. Penasaran mengapa? Alasannya sederhana, karena saat ini pasar belum memiliki pengganti yang lebih baik untuk keramik silikon karbida dan berbagai jenis mutunya, termasuk material SSIC tanpa tekanan.

Pada tahun 2023, pasar SiC sinter tanpa tekanan global bernilai $2,3 miliar, dengan ukuran pasar yang besar, lebih dari $3 miliar. Jadi, jika Anda ingin berinvestasi, ketahuilah bahwa Tingkat Pertumbuhan Tahunan Majemuk (CAGR) berada di angka 8,5% dalam periode yang ditentukan 2024-2030, sehingga perkirakan nilai pasar akan mencapai $3,8 miliar pada tahun 2030.

Di sini di Keramik GGS, kami menawarkan perpaduan terbaik bahan keramik silikon karbida sinter tanpa tekanan dengan harga terjangkau, hanya untuk memenuhi kebutuhan keramik Anda.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Pada suhu berapa silikon karbida disinter?

Karbida Silikon disinter pada suhu berkisar antara 1950°C - 2200°C.

Apakah bahan silikon karbida memiliki keterbatasan?

Ya, karena kekuatannya yang tinggi, mereka cenderung sangat rapuh dan bereaksi buruk terhadap benturan tinggi atau guncangan mekanis.

Berapa kekakuan SiC?

Kekakuan material silikon karbida sekitar 440 GPa - 490 GPa, menunjukkan bahwa material ini dapat mempertahankan bentuk aslinya di bawah segala bentuk tekanan mekanis.

Kesimpulan

Silikon karbida sinter tanpa tekanan adalah material keramik silikon karbida berkualitas rendah namun efektif. Dengan sifat mekanik yang ditingkatkan, kemurnian ultra-tinggi, densitas tinggi, dan beragam aplikasi di berbagai sektor, silikon karbida sinter tanpa tekanan ini jelas akan mencapai tingkat inovasi yang lebih tinggi dalam waktu dekat. Waspadai material dan produk silikon karbida ini.