Kelebihan dan Kelemahan Seramik Silicon Carbide
Seramik Silikon Karbida(Seramik SiC) ialah bahan seramik termaju yang terutamanya terdiri daripada silikon karbida (SiC). Disebabkan sifat fizikal dan kimianya yang unik, seramik SiC mempunyai pelbagai aplikasi dalam pelbagai industri.
Kelebihan Silikon Karbida Seramik
1. Prestasi Suhu Tinggi yang Cemerlang
Seramik silikon karbida mempunyai takat lebur yang sangat tinggi sehingga 2700°C, membolehkannya mengekalkan kestabilan dan kekuatan struktur walaupun dalam keadaan haba yang melampau. Sifat ini menjadikan seramik SiC sebagai bahan tahan suhu tinggi yang ideal, digunakan secara meluas dalam aplikasi sepertitiub SiC, muncung penunu SiC, dan perabot tanur SiC. Komponen ini penting dalam relau dan peralatan pemprosesan haba, di mana ketahanan dalam persekitaran suhu tinggi adalah penting.
2. Kekerasan dan Kekuatan Tinggi
Kekerasan tinggi seramik SiC adalah disebabkan oleh ikatan kovalen yang kuat antara atom silikon (Si) dan karbon (C). Struktur ikatan ini menjadikan seramik silikon karbida sangat tahan terhadap mampatan dan ubah bentuk. Dengan kekerasan yang jauh lebih tinggi daripada alumina (Al₂O₃), aluminium nitrida (AlN), silikon nitrida (Si₃N₄), dan zirkonia (ZrO₂), silikon karbida berkekerasan tinggi digunakan secara meluas dalam pengedap mekanikal SiC, plat kalis peluru SiC dan komponen tahan haus yang lain.
3. Rintangan Kakisan Unggul
Silikon karbida mempamerkan kestabilan kimia yang sangat baik, kerana ikatan kovalen yang kuat antara atom Si dan C menghalang tindak balas dengan asid, alkali dan bahan menghakis yang lain. Rintangan kakisan yang luar biasa ini menjadikan seramik SiC sebagai bahan pilihan dalam persekitaran kimia yang keras, terutamanya untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan jangka panjang.
4. Kekonduksian Terma dan Elektrik yang Luar Biasa
Berbanding dengan alumina, zirkonia, dan seramik silikon nitrida,Seramik SiCmenawarkan kekonduksian haba dan elektrik yang lebih tinggi. Walaupun kekonduksian termanya lebih rendah daripada aluminium nitrida (AlN), seramik SiC digunakan secara meluas dalam komponen elektronik berkuasa tinggi dan sistem pelesapan haba, di mana pengurusan haba yang cekap diperlukan. Harta ini meningkatkan aplikasinya dalam peranti elektronik dan penukar haba industri yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi.
Kelemahan Seramik Silicon Carbide
1. Kerapuhan Tinggi
Walaupun kekuatannya tinggi, seramik silikon karbida rapuh, menjadikannya mudah patah di bawah tekanan mekanikal atau kejutan haba. Rintangan hentaman yang lemah mengehadkan penggunaannya dalam aplikasi di mana kejutan tiba-tiba atau variasi tekanan melampau berlaku. Gabungan kekerasan dan kerapuhan yang tinggi juga menyukarkan penghasilan komponen seramik SiC dengan reka bentuk yang rumit.
2. Rintangan Kejutan Terma yang lemah
Seramik SiC terdedah kepada kerosakan kejutan haba, bermakna perubahan suhu yang cepat boleh menyebabkan keretakan atau pecah. Oleh itu, dalam aplikasi praktikal, adalah penting untuk mengawal turun naik suhu untuk mengelakkan kegagalan bahan.
3. Kos Pengilangan Tinggi
Pengeluaran dan pemprosesan seramik silikon karbida melibatkan kos yang tinggi disebabkan oleh bahan mentah yang mahal, teknik pembuatan yang kompleks, dan kesukaran pemesinan. Selain itu, walaupun seramik SiC sangat tahan haus, sifat rapuhnya menjadikan pembuatan komponen silikon karbida berbentuk rumit amat mencabar, seterusnya meningkatkan perbelanjaan pengeluaran.
