Silikon karbidaadalah kristal tidak berwarna, umumnya dikenal sebagai korundum. Ini diproduksi secara industri melalui reaksi pasir kuarsa dan kokas berlebih pada suhu tinggi 2000-2500℃. Ia memiliki struktur yang mirip dengan intan dan kekerasannya mendekati intan. Ini adalah bahan abrasif industri yang banyak digunakan. Jika unsur pengotor tertentu ditambahkan ke dalamnya, ia juga akan menjadi semikonduktor, yang dapat digunakan sebagai semikonduktor suhu tinggi untuk elemen pemanas listrik. Ini memiliki stabilitas termal dan kimia yang baik, kekuatan mekanik yang tinggi dan koefisien ekspansi termal yang rendah, dan juga banyak digunakan dalam bahan keramik struktural suhu tinggi. Serat keramik silikon karbida dengan sifat mekanik yang baik dapat diperoleh dengan pirolisis suhu tinggi dari silan yang mengandung gugus organik.
Silikon nitrida adalah jenis bahan keramik baru. Ini adalah padatan berwarna putih pucat. Seperti silikon karbida, ia memiliki stabilitas termal dan kimia yang tinggi. Koefisien gesekannya hanya 0,1-0,2, setara dengan permukaan logam yang dilumasi oli. Kekerasannya berada di urutan kedua setelah intan dan boron nitrida kubik. Area aplikasi terbesarnya juga sebagai bahan keramik struktural suhu tinggi. Sejumlah kecil aluminium oksida ditambahkan ke silikon nitrida untuk membuat keramik jenis baru, yang nama dagangnya adalah sialon. Keramik seron telah banyak digunakan pada bilah turbin gas, rumah mesin, bagian mesin, nozel ekor roket, bantalan dan alat pemotong.
Isi
Silikon karbida, yang biasa disebut korundum, umumnya dibuat dengan mencampurkan silika dan kokas lalu direaksikan dengan listrik. Silikon karbida terdiri dari SiC, dan tampak hijau, hitam dan kuning karena pengotor. Dalam industri, menurut warnanya dibagi menjadi dua kategori: silikon karbida hijau dan silikon karbida hitam, dan kandungan SiCnya masing-masing ≥99% dan 98,5%. Silikon karbida merupakan senyawa ikatan kovalen dengan ikatan antar atom yang kuat, titik leleh tinggi, kekerasan tinggi, kekuatan tinggi dan muai lebar rendah, konduktivitas termal tinggi, konduktivitas listrik tinggi, dan stabilitas kimia yang kuat. Oleh karena itu, ini merupakan bahan baku tahan api yang baik. Namun, dalam atmosfer pengoksidasi, silikon karbida mudah teroksidasi, dan oksidasi hanya dapat diperlambat jika lapisan pelindung SiO2 terbentuk.
Rumus molekul silikon nitrida adalah Si3N4, dan terdapat dua jenis bentuk kristal: tipe α dan tipe β, keduanya merupakan sistem kristal heksagonal. Silikon nitrida berwarna abu-abu, dengan kandungan Si3N4 98,5% dan silikon bebas 1,5%. Titik lelehnya 1900℃ (dekomposisi sublimasi), kekuatan tinggi, ekspansi termal rendah, ketangguhan, dan ketahanan korosi yang kuat. Silikon nitrida dibuat dengan nitridasi bubuk silikon dengan nitrogen dan kemudian disinter. Hal ini terutama digunakan dalam bahan tahan api canggih.
Meskipun silikon karbida dan silikon nitrida merupakan semikonduktor senyawa generasi ketiga dengan kekerasan tinggi, ketahanan aus tinggi, konduktivitas termal tinggi, dan modulus elastisitas tinggi, terdapat beberapa perbedaan utama di antara keduanya:
Stabilitas kimia yang berbeda dan ketahanan korosi kimia
Silikon karbida memiliki ketahanan korosi kimia yang kuat dan dapat bekerja di sebagian besar asam dan basa, tetapi memiliki ketahanan suhu tinggi yang buruk; silikon nitrida sangat stabil dalam asam dan basa kuat, tetapi memiliki kekerasan rendah dan ketahanan aus yang buruk.
Skenario aplikasi yang berbeda
Silikon karbida biasanya digunakan untuk membuat perkakas seperti bor dan cetakan serta bahan tahan api untuk tungku suhu tinggi; silikon nitrida digunakan untuk membuat suku cadang mesin pesawat dan turbin gas.
Sifat fisik yang berbeda
Silikon karbida memiliki kepadatan lebih tinggi dan kekerasan lebih besar, terutama menjaga stabilitas di lingkungan bersuhu tinggi; silikon nitrida memiliki kepadatan lebih rendah dan kekerasan lebih rendah, tetapi memiliki ketahanan aus dan ketahanan korosi yang baik.
Konduktivitas termal dan konduktivitas listrik berbeda
Silikon karbida memiliki konduktivitas termal yang sangat baik dan konduktivitas listrik yang baik, dan dapat digunakan sebagai bahan semikonduktor; silikon nitrida memiliki konduktivitas termal yang buruk, tetapi memiliki sifat isolasi, dan terutama digunakan dalam isolasi dan kemasan elektronik.
Warna berbeda
Silikon nitrida biasanya berbentuk bubuk putih pucat, sedangkan silikon karbida berwarna hitam atau abu-abu kehitaman.
Perbedaan-perbedaan ini menghasilkansilikon karbidadan silikon nitrida masing-masing memiliki keunggulan unik dan bidang yang dapat diterapkan dalam aplikasi industri.
