Bagaimana Keramik Silikon Karbida Diterapkan dan Bagaimana Masa Depannya dalam Ketahanan Aus dan Suhu Tinggi?

Keramik silikon karbida (SiC)., yang dikenal karena kekuatan, kekerasan, ketahanan aus, ketahanan korosi, dan stabilitas suhu tinggi yang tinggi, telah menunjukkan potensi dan nilai yang sangat besar di berbagai sektor industri sejak diperkenalkan. Khususnya di industri keramik dan enamel, penerapan silikon karbida telah meningkatkan kinerja dan kualitas produk secara signifikan, yang pada gilirannya mendorong kemajuan teknologi di seluruh sektor.

Apa Karakteristik Utama dariKeramik Silikon Karbida?

Keramik silikon karbidatelah menjadi pilihan penting dalam material modern berteknologi tinggi karena sifat fisik dan kimianya yang luar biasa. Karakteristik utamanya meliputi:

Kekerasan Tinggi dan Ketahanan Aus: Dengan tingkat kekerasan mendekati berlian, SiC menunjukkan ketahanan aus yang sangat baik dalam skenario abrasi mekanis.

Stabilitas Suhu Tinggi: Silikon karbida dapat menjaga stabilitas di lingkungan hingga 1600°C, sehingga ideal untuk aplikasi suhu tinggi.

Stabilitas Kimia: SiC menunjukkan ketahanan yang signifikan terhadap berbagai media kimia, memastikan keandalan di lingkungan yang keras.

Konduktivitas Termal yang Sangat Baik: Properti ini menghasilkankeramik SiCberlaku luas di bidang pembuangan panas dan manajemen termal.

Sebagai bahan keramik struktural yang penting, silikon karbida, karena kekuatan mekaniknya yang luar biasa pada suhu tinggi, kekerasan tinggi, modulus elastisitas tinggi, ketahanan aus yang sangat baik, konduktivitas termal yang tinggi, dan ketahanan terhadap korosi, dapat diterapkan di luar sektor industri tradisional seperti tanur bersuhu tinggi. komponen, nozel pembakaran, penukar panas, dan cincin penyegel. Ia juga berfungsi sebagai pelindung antipeluru, reflektor ruang angkasa, perlengkapan persiapan wafer semikonduktor, dan bahan pelapis bahan bakar nuklir. Sifat unggul silikon karbida berasal dari struktur kristalnya dan sifat ikatan Si-C yang sangat kovalen (~88%). Namun, ikatan kovalennya yang kuat dan koefisien difusi yang rendah membuatnya sulit untuk disinter, bahkan pada suhu tinggi. Oleh karena itu, penelitian ekstensif mengenai mekanisme sintering, aditif, metode, dan proses pemadatan silikon karbida telah mengarah pada pengembangan berbagai teknik sintering, seperti sintering reaksi, sintering tanpa tekanan, sintering rekristalisasi, pengepresan panas, pengepresan isostatik panas, dan metode yang lebih baru. selama dua dekade terakhir termasuk sintering plasma percikan, sintering kilat, dan sintering tekanan osilasi.

BagaimanaKeramik Silikon KarbidaDiterapkan di Bidang Suhu Tinggi?

Keramik silikon karbida dapat digunakan sebagai bahan tanur bersuhu tinggi, seperti balok SiC dan tabung pendingin. Karena kekuatannya yang luar biasa terhadap suhu tinggi dan ketahanan terhadap guncangan termal, bahan ini merupakan bahan penting untuk komponen roket, pesawat terbang, mesin mobil, dan turbin gas, terutama berfungsi sebagai bagian mesin termal statis. Dalam industri seperti keramik harian kelas atas, barang saniter, keramik listrik tegangan tinggi, dan kaca,keramik SiCbiasanya dipilih sebagai bahan kiln suhu tinggi untuk roller kiln, tunnel kiln, dan shuttle kiln. 

Selain itu, kekuatan suhu tinggi yang luar biasa, ketahanan mulur suhu tinggi, dan ketahanan guncangan termal dari keramik SiC menjadikannya bahan utama untuk suku cadang mesin termal pada roket, pesawat terbang, mesin mobil, dan turbin gas. Misalnya, turbin gas keramik otomotif AGT100 yang dikembangkan oleh General Motors menggunakan keramik SiC untuk komponen bersuhu tinggi seperti cincin ruang bakar, silinder ruang bakar, baling-baling pemandu, dan rotor turbin. Meskipunkeramik SiCmenunjukkan ketangguhan yang buruk, membatasi penggunaannya pada bagian-bagian mesin termal statis di mesin atau turbin gas, mereka menawarkan aplikasi yang luas dalam industri termal suhu tinggi sebagai elemen pemanas, pelapis tungku, dan pintu tungku, meningkatkan kinerja peralatan pada suhu tinggi dan stabilitas jangka panjang .

Di bidang energi baru, keramik SiC, sebagai material bersuhu tinggi, diharapkan memainkan peran penting dalam meningkatkan efisiensi dan keandalan sistem. Pada komponen mesin bersuhu tinggi,keramik SiCdapat menggantikan material logam tradisional, meningkatkan efisiensi mesin, mengurangi emisi, dan mencapai desain yang ringan. Di luar angkasa, komponen mesin keramik SiC menawarkan potensi peningkatan suhu pengoperasian mesin, pengurangan bobot, masa pakai yang lebih lama, dan kemajuan teknologi mesin. Pada komponen pesawat ruang angkasa, stabilitas suhu tinggi dan ketahanan radiasi keramik SiC akan meningkatkan keandalan dan umur perangkat eksplorasi ruang angkasa.

Dalam industri otomotif, keramik SiC dapat menggantikan material logam tradisional pada komponen mesin bersuhu tinggi, meningkatkan efisiensi mesin, mengurangi emisi, dan mencapai desain yang ringan. Untuk sistem rem mobil performa tinggi, penerapankeramik SiCrem cakram menjanjikan performa pengereman yang lebih baik, efek pengereman yang lebih stabil, dan masa pakai yang lebih lama.

BagaimanaKeramik Silikon KarbidaDiterapkan di Bidang Ketahanan Aus?

Kekerasan tinggi dan koefisien gesekan rendah dari SiC memberikan ketahanan aus yang sangat baik, sehingga sangat cocok untuk berbagai kondisi keausan geser dan gesekan. SiC dapat dibentuk menjadi berbagai bentuk dengan presisi dimensi tinggi dan kehalusan permukaan, berfungsi sebagai segel mekanis di banyak lingkungan yang menuntut, memiliki kedap udara yang baik dan umur panjang. Selain itu, penggunaan karbon sebagai bantuan sintering dalam SiC sinter tanpa tekanan solid-state meningkatkan pelumasan material, sehingga memperpanjang masa pakainya.

Dalam industri pertambangan dan metalurgi,keramik SiCdapat digunakan pada penghancur bijih, peralatan konveyor, perangkat penyaringan, mengurangi keausan dan frekuensi perawatan sekaligus meningkatkan efisiensi produksi. Di bidang manufaktur, keramik SiC sebagai bahan alat pemotong pada peralatan mesin dan alat pemotong dapat secara signifikan meningkatkan presisi pemesinan dan masa pakai alat, sehingga mengurangi biaya produksi. Dalam peralatan industri kimia, keramik SiC cocok untuk pompa, katup, dan saluran pipa, tahan terhadap korosi dan keausan, memastikan pengoperasian peralatan yang stabil dalam jangka panjang. Di sektor energi, seperti tenaga angin dan tenaga air, ketahanan aus keramik SiC membuatnya cocok untuk komponen roda gigi pada turbin angin dan bagian turbin di pembangkit listrik tenaga air, mampu menahan gesekan dan benturan intensitas tinggi, serta memperpanjang masa pakai. Dalam ekstraksi minyak dan gas,keramik SiCdapat digunakan pada mata bor dan badan pompa, meningkatkan ketahanan aus dan memastikan keandalan di lingkungan dengan tingkat keausan tinggi.

Dengan meningkatnya permintaan keramik SiC dan inovasi teknologi, masa depankeramik SiCKita akan melihat peningkatan efisiensi produksi dan pengurangan biaya melalui pengembangan teknologi sintering canggih dan pencetakan 3D, sehingga mendorong penerapannya secara luas di bidang bersuhu tinggi. Selain itu, bidang material komposit multifungsi di mana keramik SiC dikombinasikan dengan material lain untuk menghasilkan material yang lebih fungsional akan memperluas area aplikasi dengan memenuhi berbagai tuntutan lingkungan bersuhu tinggi.

Dalam hal pembangunan berkelanjutan, fokusnya adalah pada pengembangan yang ramah lingkungan dan dapat didaur ulangkeramik SiCmaterial, selaras dengan prinsip-prinsip pembangunan berkelanjutan. Menggabungkan keramik SiC dengan material lain untuk menciptakan material tahan aus yang multifungsi akan memenuhi beragam kebutuhan industri.

Apa Masa DepannyaKeramik Silikon Karbidadalam Aplikasi Keausan dan Suhu Tinggi?

Potensi penerapan dan prospek pengembangankeramik SiCdalam ketahanan aus dan medan suhu tinggi sangat besar. Seiring dengan terus berlanjutnya kemajuan teknologi dan perkembangan ilmu material, keramik SiC akan memainkan peran yang semakin penting di berbagai industri, meningkatkan daya tahan peralatan dan efisiensi produksi, sehingga berkontribusi terhadap pembangunan ekonomi.

Kami di Semicorex berspesialisasi dalamKeramik SiCdan Bahan Keramik lainnya yang digunakan dalam pembuatan semikonduktor, jika Anda memiliki pertanyaan atau memerlukan detail tambahan, jangan ragu untuk menghubungi kami.

Hubungi telepon: +86-13567891907

Email: penjualan@semicorex.com