Seramik silikon karbida (SiC).terkenal dengan kekuatan yang luar biasa, rintangan haba, dan ketahanan. Ciri-ciri ini menjadikannya sesuai untuk digunakan dalam persekitaran yang sukar, seperti enjin aeroangkasa atau jentera perindustrian. Tetapi bagaimana sebenarnya bahan canggih ini dicipta? Mari kita pecahkan proses langkah demi langkah.
1.Penyediaan Bahan Mentah
Semuanya bermula dengan serbuk silikon karbida ketulenan tinggi. Fikirkan ini sebagai "tepung" untuk membakar "kek" seramik. Untuk meningkatkan sifat bahan akhir, sejumlah kecil bahan tambahan—seperti aluminium oksida atau sebatian boron—dicampurkan. Bahan tambahan ini bertindak seperti gam semasa peringkat kemudian, membantu zarah terikat dengan lebih berkesan.
2. Membentuk Seramik
Serbuk itu kemudiannya diubah menjadi bentuk yang boleh dibentuk. Dua kaedah biasa digunakan:
Menekan: Serbuk dimampatkan ke dalam bentuk tertentu menggunakan tekanan tinggi, sama seperti memampatkan salji menjadi bola salji.
Pengacuan Suntikan: Serbuk dicampur dengan pengikat sementara (seperti lilin) untuk menghasilkan campuran seperti doh, yang disuntik ke dalam acuan untuk bentuk yang kompleks.
Pada peringkat ini, bahan itu masih rapuh-seperti arca pasir kering-dan perlu "dibakar" untuk menjadi kuat.
3. Proses Pensinteran
Di sinilah keajaiban berlaku. Seramik berbentuk dipanaskan dalam relau khas pada suhu yang sangat tinggi (selalunya melebihi 1,800°C). Semasa pensinteran, dua perkara utama berlaku:
Ikatan Zarah: Butiran silikon karbida tumbuh lebih rapat, menghapuskan jurang dan membentuk struktur pepejal.
Kerja Aditif: Sebatian tambahan cair sedikit, mewujudkan "jambatan" antara zarah untuk meningkatkan keliatan.
Persekitaran di dalam relau dikawal dengan teliti—kadangkala dipenuhi dengan gas lengai—untuk mengelakkan tindak balas yang tidak diingini.
4. Sentuhan Penamat
Selepas pensinteran, seramik mungkin menjalani rawatan tambahan untuk memperhalusi prestasinya:
Menggilap: Untuk aplikasi yang memerlukan permukaan licin (cth, pengedap atau galas).
Salutan: Lapisan pelindung nipis (seperti silikon nitrida) boleh ditambah untuk meningkatkan rintangan haus.
Pemesinan: Pemotongan atau penggerudian tepat untuk mencapai dimensi akhir.
Mengapa Proses Ini Penting
Rahsia kekuatan silikon karbida terletak pada bagaimana atomnya terikat semasa pensinteran. Proses suhu tinggi menghasilkan rangkaian ikatan silikon-karbon yang kuat, yang tahan terhadap haba, kakisan dan tekanan fizikal. Bahan tambahan dan kawalan suhu yang tepat memastikan produk akhir bukan sahaja keras tetapi juga cukup kuat untuk menahan keretakan.
Gambar Yang Lebih Besar
Daripada turbin canggih kepada sistem kawalan pencemaran, seramik silikon karbida memainkan peranan penting dalam teknologi moden. Walaupun proses pembuatan adalah rumit, keseimbangan sains dan kejuruteraan yang teliti inilah yang menjadikan serbuk mudah menjadi bahan yang mampu menahan keadaan yang paling teruk.
Seiring kemajuan penyelidikan, kaedah baharu—seperti percetakan 3D seramik—muncul, menjanjikan penggunaan yang lebih inovatif untuk bahan luar biasa ini.
Masa siaran: Mac-19-2025