Kemajuan dalam Teknologi Persiapan Keramik Karbida Silikon Kemurnian Tinggi

Keramik silikon karbida (SiC) dengan kemurnian tinggi telah muncul sebagai material ideal untuk komponen penting dalam industri semikonduktor, kedirgantaraan, dan kimia karena konduktivitas termal, stabilitas kimia, dan kekuatan mekanisnya yang luar biasa. Dengan meningkatnya permintaan akan perangkat keramik berkinerja tinggi dan rendah polusi, pengembangan teknologi preparasi yang efisien dan terukur untuk keramik SiC dengan kemurnian tinggi telah menjadi fokus penelitian global. Makalah ini secara sistematis mengulas metode preparasi utama terkini untuk keramik SiC dengan kemurnian tinggi, termasuk sintering rekristalisasi, sintering tanpa tekanan (PS), pengepresan panas (HP), sintering plasma percikan (SPS), dan manufaktur aditif (AM), dengan penekanan pada pembahasan mekanisme sintering, parameter kunci, sifat material, dan tantangan yang ada pada setiap proses.


Sistem SiC

Penerapan keramik SiC di bidang militer dan teknik

Saat ini, komponen keramik SiC dengan kemurnian tinggi banyak digunakan dalam peralatan manufaktur wafer silikon, berpartisipasi dalam proses inti seperti oksidasi, litografi, etsa, dan implantasi ion. Dengan kemajuan teknologi wafer, peningkatan ukuran wafer telah menjadi tren yang signifikan. Ukuran wafer arus utama saat ini adalah 300 mm, mencapai keseimbangan yang baik antara biaya dan kapasitas produksi. Namun, didorong oleh Hukum Moore, produksi massal wafer 450 mm sudah ada dalam agenda. Wafer yang lebih besar biasanya membutuhkan kekuatan struktural yang lebih tinggi untuk menahan lengkungan dan deformasi, yang selanjutnya mendorong meningkatnya permintaan untuk komponen keramik SiC berukuran besar, berkekuatan tinggi, dan dengan kemurnian tinggi. Dalam beberapa tahun terakhir, manufaktur aditif (pencetakan 3D), sebagai teknologi pembuatan prototipe cepat yang tidak memerlukan cetakan, telah menunjukkan potensi yang luar biasa dalam fabrikasi komponen keramik SiC berstruktur kompleks karena konstruksi lapis demi lapis dan kemampuan desainnya yang fleksibel, yang menarik perhatian luas.

Makalah ini akan menganalisis secara sistematis lima metode persiapan representatif untuk keramik SiC dengan kemurnian tinggi—sintering rekristalisasi, sintering tanpa tekanan, pengepresan panas, sintering plasma percikan, dan manufaktur aditif—dengan berfokus pada mekanisme sintering, strategi pengoptimalan proses, karakteristik kinerja material, dan prospek aplikasi industri.

 

高纯碳化硅需求成分

Persyaratan bahan baku silikon karbida kemurnian tinggi

 

I. Rekristalisasi Sintering

 

Silikon karbida rekristalisasi (RSiC) adalah material SiC dengan kemurnian tinggi yang dibuat tanpa bantuan sintering pada suhu tinggi 2100–2500°C. Sejak Fredriksson pertama kali menemukan fenomena rekristalisasi pada akhir abad ke-19, RSiC telah menarik perhatian signifikan karena batas butirnya yang bersih dan tidak adanya fase kaca serta pengotor. Pada suhu tinggi, SiC menunjukkan tekanan uap yang relatif tinggi, dan mekanisme sinteringnya terutama melibatkan proses penguapan-kondensasi: butiran halus menguap dan mengendap kembali di permukaan butiran yang lebih besar, mendorong pertumbuhan leher dan ikatan langsung antar butiran, sehingga meningkatkan kekuatan material.

 

Pada tahun 1990, Kriegesmann menyiapkan RSiC dengan densitas relatif 79,1% menggunakan pengecoran slip pada suhu 2200°C, dengan penampang melintang menunjukkan struktur mikro yang terdiri dari butiran dan pori-pori kasar. Selanjutnya, Yi dkk. menggunakan pengecoran gel untuk menyiapkan green body dan mensinternya pada suhu 2450°C, menghasilkan keramik RSiC dengan densitas massal 2,53 g/cm³ dan kuat lentur 55,4 MPa.

 

RSiC dan SEM 断裂表面

Permukaan fraktur SEM dari RSiC

 

Dibandingkan dengan SiC padat, RSiC memiliki densitas yang lebih rendah (sekitar 2,5 g/cm³) dan porositas terbuka sekitar 20%, sehingga membatasi kinerjanya dalam aplikasi berkekuatan tinggi. Oleh karena itu, peningkatan densitas dan sifat mekanis RSiC telah menjadi fokus penelitian utama. Sung dkk. mengusulkan infiltrasi silikon cair ke dalam campuran karbon/β-SiC dan rekristalisasi pada suhu 2200°C, yang berhasil membangun struktur jaringan yang terdiri dari butiran kasar α-SiC. RSiC yang dihasilkan mencapai densitas 2,7 g/cm³ dan kekuatan lentur 134 MPa, mempertahankan stabilitas mekanis yang sangat baik pada suhu tinggi.

 

Untuk meningkatkan densitas lebih lanjut, Guo dkk. menggunakan teknologi infiltrasi dan pirolisis polimer (PIP) untuk beberapa perlakuan RSiC. Dengan menggunakan larutan PCS/xilena dan bubur SiC/PCS/xilena sebagai infiltran, setelah 3–6 siklus PIP, densitas RSiC meningkat secara signifikan (hingga 2,90 g/cm³), beserta kekuatan lenturnya. Selain itu, mereka mengusulkan strategi siklik yang menggabungkan PIP dan rekristalisasi: pirolisis pada suhu 1400°C diikuti oleh rekristalisasi pada suhu 2400°C, yang secara efektif membersihkan penyumbatan partikel dan mengurangi porositas. Material RSiC akhir mencapai densitas 2,99 g/cm³ dan kekuatan lentur 162,3 MPa, menunjukkan kinerja komprehensif yang luar biasa.

 

RSiC (PIP) - RSiC dan SEM:初始 RSiC (A)、第一次PIP-重结晶循环后 (B) 和第三次循环后 (C)

Gambar SEM evolusi struktur mikro RSiC yang dipoles setelah siklus impregnasi polimer dan pirolisis (PIP)-rekristalisasi: RSiC awal (A), setelah siklus rekristalisasi PIP pertama (B), dan setelah siklus ketiga (C)

 

II. Sintering Tanpa Tekanan

 

Keramik silikon karbida (SiC) sinter tanpa tekanan biasanya dibuat menggunakan bubuk SiC ultrahalus dengan kemurnian tinggi sebagai bahan baku, dengan sedikit bahan pembantu sintering, dan disinter dalam atmosfer inert atau vakum pada suhu 1800–2150°C. Metode ini cocok untuk memproduksi komponen keramik berukuran besar dan berstruktur kompleks. Namun, karena SiC terutama terikat secara kovalen, koefisien difusi-sendirinya sangat rendah, sehingga densifikasi sulit dilakukan tanpa bahan pembantu sintering.

 

Berdasarkan mekanisme sintering, sintering tanpa tekanan dapat dibagi menjadi dua kategori: sintering fase cair tanpa tekanan (PLS-SiC) dan sintering keadaan padat tanpa tekanan (PSS-SiC).

 

1.1 PLS-SiC (Sintering Fase Cair)

 

PLS-SiC biasanya disinter di bawah 2000°C dengan menambahkan sekitar 10% berat bahan pembantu sinter eutektik (seperti Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂, dan oksida tanah jarang RE₂O₃) untuk membentuk fase cair, yang mendorong penataan ulang partikel dan perpindahan massa untuk mencapai densifikasi. Proses ini cocok untuk keramik SiC kelas industri, tetapi belum ada laporan SiC dengan kemurnian tinggi yang dicapai melalui sintering fase cair.

 

1.2 PSS-SiC (Sintering Keadaan Padat)

 

PSS-SiC melibatkan pemadatan padatan pada suhu di atas 2000°C dengan sekitar 1% berat aditif. Proses ini terutama bergantung pada difusi atom dan penataan ulang butir yang didorong oleh suhu tinggi untuk mengurangi energi permukaan dan mencapai pemadatan. Sistem BC (boron-karbon) merupakan kombinasi aditif yang umum, yang dapat menurunkan energi batas butir dan menghilangkan SiO₂ dari permukaan SiC. Namun, aditif BC tradisional seringkali menghasilkan pengotor sisa, sehingga mengurangi kemurnian SiC.

 

Dengan mengendalikan kandungan aditif (B 0,4 wt.%, C 1,8 wt.%) dan sintering pada suhu 2150°C selama 0,5 jam, diperoleh keramik SiC dengan kemurnian tinggi, yaitu 99,6 wt.% dan densitas relatif 98,4%. Struktur mikro menunjukkan butiran berbentuk kolom (beberapa di antaranya memiliki panjang lebih dari 450 µm), dengan pori-pori kecil pada batas butiran dan partikel grafit di dalam butiran. Keramik ini menunjukkan kekuatan lentur 443 ± 27 MPa, modulus elastisitas 420 ± 1 GPa, dan koefisien muai termal 3,84 × 10⁻⁶ K⁻¹ pada rentang suhu ruang hingga 600°C, menunjukkan kinerja keseluruhan yang sangat baik.

 

PSS-SiC 观结构:(A)抛光和NaOH腐蚀后的SEM图像;(BD)抛光和蚀刻后的BSD图像

Mikrostruktur PSS-SiC: (A) Gambar SEM setelah pemolesan dan etsa NaOH; (BD) Gambar BSD setelah pemolesan dan etsa

 

III. Sintering Pengepresan Panas

 

Sintering pengepresan panas (HP) adalah teknik pemadatan yang secara bersamaan menerapkan panas dan tekanan uniaksial pada material serbuk di bawah kondisi suhu dan tekanan tinggi. Tekanan tinggi secara signifikan menghambat pembentukan pori dan membatasi pertumbuhan butiran, sementara suhu tinggi mendorong fusi butiran dan pembentukan struktur padat, yang pada akhirnya menghasilkan keramik SiC dengan kepadatan dan kemurnian tinggi. Karena sifat pengepresan yang terarah, proses ini cenderung menyebabkan anisotropi butiran, yang memengaruhi sifat mekanis dan keausan.

 

Keramik SiC murni sulit dipadatkan tanpa aditif, sehingga membutuhkan sintering bertekanan sangat tinggi. Nadeau dkk. berhasil menyiapkan SiC yang sepenuhnya padat tanpa aditif pada suhu 2500°C dan 5000 MPa; Sun dkk. memperoleh material curah β-SiC dengan kekerasan Vickers hingga 41,5 GPa pada suhu 25 GPa dan 1400°C. Dengan tekanan 4 GPa, keramik SiC dengan densitas relatif sekitar 98% dan 99%, kekerasan 35 GPa, dan modulus elastisitas 450 GPa disiapkan masing-masing pada suhu 1500°C dan 1900°C. Sintering serbuk SiC berukuran mikron pada suhu 5 GPa dan 1500°C menghasilkan keramik dengan kekerasan 31,3 GPa dan densitas relatif 98,4%.

 

Meskipun hasil ini menunjukkan bahwa tekanan ultra tinggi dapat mencapai pemadatan tanpa aditif, kompleksitas dan tingginya biaya peralatan yang dibutuhkan membatasi aplikasi industri. Oleh karena itu, dalam persiapan praktis, aditif jejak atau granulasi bubuk sering digunakan untuk meningkatkan daya dorong sintering.

 

Dengan menambahkan 4% berat resin fenolik sebagai aditif dan sintering pada suhu 2350°C dan 50 MPa, diperoleh keramik SiC dengan tingkat densifikasi 92% dan kemurnian 99,998%. Dengan menggunakan sedikit aditif (asam borat dan D-fruktosa) dan sintering pada suhu 2050°C dan 40 MPa, SiC dengan kemurnian tinggi dengan densitas relatif >99,5% dan kandungan B residu hanya 556 ppm. Gambar SEM menunjukkan bahwa, dibandingkan dengan sampel sintering tanpa tekanan, sampel yang dipres panas memiliki butiran yang lebih kecil, pori-pori yang lebih sedikit, dan densitas yang lebih tinggi. Kekuatan lenturnya adalah 453,7 ± 44,9 MPa, dan modulus elastisitasnya mencapai 444,3 ± 1,1 GPa.

 

Dengan memperpanjang waktu penahanan pada 1900°C, ukuran butiran meningkat dari 1,5 μm menjadi 1,8 μm, dan konduktivitas termal meningkat dari 155 menjadi 167 W·m⁻¹·K⁻¹, sekaligus meningkatkan ketahanan terhadap korosi plasma.

 

Pada kondisi 1850°C dan 30 MPa, pengepresan panas dan pengepresan panas cepat serbuk SiC yang digranulasi dan dianil menghasilkan keramik β-SiC yang sepenuhnya padat tanpa aditif, dengan densitas 3,2 g/cm³ dan suhu sintering 150–200°C lebih rendah daripada proses tradisional. Keramik ini menunjukkan kekerasan 2729 GPa, ketangguhan patah 5,25–5,30 MPa·m^1/2, dan ketahanan mulur yang sangat baik (laju mulur 9,9 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ dan 3,8 × 10⁻⁹ s⁻¹ pada 1400°C/1450°C dan 100 MPa).

 

(A)抛光表面的SEM图像;(B)断口的SEM图像;(C,D)抛光表面的BSD图像

(A) Gambar SEM permukaan yang dipoles; (B) Gambar SEM permukaan fraktur; (C, D) Gambar BSD permukaan yang dipoles

 

Dalam penelitian pencetakan 3D untuk keramik piezoelektrik, bubur keramik, sebagai faktor inti yang memengaruhi pembentukan dan kinerja, telah menjadi fokus utama di tingkat domestik dan internasional. Studi terkini secara umum menunjukkan bahwa parameter seperti ukuran partikel bubuk, viskositas bubur, dan kandungan padatan secara signifikan memengaruhi kualitas pembentukan dan sifat piezoelektrik produk akhir.

 

Penelitian telah menemukan bahwa bubur keramik yang dibuat menggunakan bubuk barium titanat berukuran mikron, submikron, dan nano menunjukkan perbedaan yang signifikan dalam proses stereolitografi (misalnya, LCD-SLA). Seiring dengan penurunan ukuran partikel, viskositas bubur meningkat secara signifikan, dengan bubuk berukuran nano menghasilkan bubur dengan viskositas mencapai miliaran mPa·s. Bubur dengan bubuk berukuran mikron rentan terhadap delaminasi dan pengelupasan selama pencetakan, sementara bubuk berukuran submikron dan nano menunjukkan perilaku pembentukan yang lebih stabil. Setelah sintering suhu tinggi, sampel keramik yang dihasilkan mencapai densitas 5,44 g/cm³, koefisien piezoelektrik (d₃₃) sekitar 200 pC/N, dan faktor kehilangan yang rendah, menunjukkan sifat respons elektromekanis yang sangat baik.

 

Selain itu, dalam proses mikro-stereolitografi, penyesuaian kandungan padatan bubur jenis PZT (misalnya, 75 wt.%) menghasilkan benda sinter dengan densitas 7,35 g/cm³, yang mencapai konstanta piezoelektrik hingga 600 pC/N di bawah medan listrik poling. Penelitian tentang kompensasi deformasi skala mikro secara signifikan meningkatkan akurasi pembentukan, meningkatkan presisi geometrik hingga 80%.

 

Studi lain pada keramik piezoelektrik PMN-PT mengungkapkan bahwa kandungan padatan sangat memengaruhi struktur dan sifat listrik keramik. Pada kandungan padatan 80% berat, produk sampingan mudah terbentuk di dalam keramik; seiring peningkatan kandungan padatan hingga 82% berat dan lebih, produk sampingan secara bertahap menghilang, dan struktur keramik menjadi lebih murni, dengan kinerja yang meningkat secara signifikan. Pada kandungan padatan 82% berat, keramik menunjukkan sifat listrik yang optimal: konstanta piezoelektrik 730 pC/N, permitivitas relatif 7226, dan rugi dielektrik hanya 0,07.

 

Singkatnya, ukuran partikel, kandungan padatan, dan sifat reologi bubur keramik tidak hanya memengaruhi stabilitas dan keakuratan proses pencetakan tetapi juga secara langsung menentukan kepadatan dan respons piezoelektrik benda yang disinter, menjadikannya parameter utama untuk mencapai keramik piezoelektrik cetak 3D berkinerja tinggi.

 

Layar LCD-SLA 3D untuk BTUV

Proses utama pencetakan 3D LCD-SLA sampel BT/UV

 

不同固含量的PMN-PT陶瓷的性能

Sifat-sifat keramik PMN-PT dengan kandungan padatan yang berbeda

 

IV. Sintering Plasma Percikan

 

Sintering plasma percikan (SPS) adalah teknologi sintering canggih yang memanfaatkan arus pulsa dan tekanan mekanis yang diterapkan secara bersamaan pada serbuk untuk mencapai densifikasi yang cepat. Dalam proses ini, arus langsung memanaskan cetakan dan serbuk, menghasilkan panas Joule dan plasma, memungkinkan sintering yang efisien dalam waktu singkat (biasanya dalam 10 menit). Pemanasan cepat mendorong difusi permukaan, sementara pelepasan percikan membantu menghilangkan gas dan lapisan oksida yang teradsorpsi dari permukaan serbuk, sehingga meningkatkan kinerja sintering. Efek elektromigrasi yang diinduksi oleh medan elektromagnetik juga meningkatkan difusi atom.

 

Dibandingkan dengan pengepresan panas tradisional, SPS menggunakan lebih banyak pemanasan langsung, memungkinkan pemadatan pada suhu yang lebih rendah sekaligus secara efektif menghambat pertumbuhan butiran untuk mendapatkan struktur mikro yang halus dan seragam. Sebagai contoh:

 

  • Tanpa aditif, menggunakan bubuk SiC sebagai bahan baku, sintering pada suhu 2100°C dan 70 MPa selama 30 menit menghasilkan sampel dengan kepadatan relatif 98%.
  • Sintering pada suhu 1700°C dan 40 MPa selama 10 menit menghasilkan SiC kubik dengan kepadatan 98% dan ukuran butiran hanya 30–50 nm.
  • Penggunaan bubuk SiC granular 80 µm dan sintering pada suhu 1860°C dan 50 MPa selama 5 menit menghasilkan keramik SiC berkinerja tinggi dengan kepadatan relatif 98,5%, kekerasan mikro Vickers 28,5 GPa, kekuatan lentur 395 MPa, dan ketangguhan patah 4,5 MPa·m^1/2.

 

Analisis mikrostruktur menunjukkan bahwa ketika suhu sintering meningkat dari 1600°C ke 1860°C, porositas material menurun secara signifikan, mendekati kepadatan penuh pada suhu tinggi.

 

SiC 陶瓷的微观结构:(A)1600°C、(B)1700°C、(C)1790°C 和(D)1860°C

Mikrostruktur keramik SiC yang disinter pada suhu yang berbeda: (A) 1600°C, (B) 1700°C, (C) 1790°C dan (D) 1860°C

 

V. Manufaktur Aditif

 

Manufaktur aditif (AM) baru-baru ini menunjukkan potensi luar biasa dalam fabrikasi komponen keramik kompleks berkat proses konstruksi lapis demi lapisnya. Untuk keramik SiC, beberapa teknologi AM telah dikembangkan, termasuk binder jetting (BJ), 3DP, selective laser sintering (SLS), direct ink writing (DIW), dan stereolitografi (SL, DLP). Namun, 3DP dan DIW memiliki presisi yang lebih rendah, sementara SLS cenderung menyebabkan tegangan termal dan retakan. Sebaliknya, BJ dan SL menawarkan keunggulan yang lebih besar dalam menghasilkan keramik kompleks dengan kemurnian dan presisi tinggi.

 

  1. Pengikat Jetting (BJ)

 

Teknologi BJ melibatkan penyemprotan binder lapis demi lapis untuk mengikat bubuk, diikuti dengan pelepasan ikatan dan sintering untuk mendapatkan produk keramik akhir. Dengan menggabungkan BJ dengan infiltrasi uap kimia (CVI), keramik SiC kristalin murni dengan kemurnian tinggi berhasil disiapkan. Proses ini meliputi:

 

① Membentuk badan hijau keramik SiC menggunakan BJ.
② Pemadatan melalui CVI pada suhu 1000°C dan 200 Torr.
③ Keramik SiC akhir memiliki kepadatan 2,95 g/cm³, konduktivitas termal 37 W/m·K, dan kekuatan lentur 297 MPa.

 

粘合剂喷射 (BJ) 打印示意图。(A) 计算机辅助设计 (CAD) 模型,(B) BJ 原理示意图,(C) 通过 BJ 打印SiC,(D) 通过化学气相渗透 (CVI) 实现 SiC 致密化

Diagram skema pencetakan jet perekat (BJ). (A) Model desain berbantuan komputer (CAD), (B) diagram skema prinsip BJ, (C) pencetakan SiC dengan BJ, (D) pemadatan SiC dengan infiltrasi uap kimia (CVI)

 

  1. Stereolitografi (SL)

 

SL adalah teknologi pembentukan keramik berbasis UV-curing dengan presisi sangat tinggi dan kemampuan fabrikasi struktur yang kompleks. Metode ini menggunakan bubur keramik fotosensitif dengan kandungan padatan tinggi dan viskositas rendah untuk membentuk benda hijau keramik 3D melalui fotopolimerisasi, diikuti dengan debinding dan sintering suhu tinggi untuk mendapatkan produk akhir.

 

Menggunakan bubur SiC 35% vol., benda hijau 3D berkualitas tinggi disiapkan di bawah iradiasi UV 405 nm dan dipadatkan lebih lanjut melalui pembakaran polimer pada suhu 800°C dan perlakuan PIP. Hasil menunjukkan bahwa sampel yang disiapkan dengan bubur 35% vol. mencapai densitas relatif 84,8%, mengungguli kelompok kontrol 30% dan 40%.

 

Dengan menambahkan SiO₂ lipofilik dan resin epoksi fenolik (PEA) untuk memodifikasi bubur, kinerja fotopolimerisasi meningkat secara efektif. Setelah sintering pada suhu 1600°C selama 4 jam, konversi hampir sempurna menjadi SiC tercapai, dengan kandungan oksigen akhir hanya 0,12%, memungkinkan fabrikasi satu langkah keramik SiC berstruktur kompleks dengan kemurnian tinggi tanpa langkah pra-oksidasi atau pra-infiltrasi.

 

打印结构及其烧结的示意图。样品在(A)25°C 下干燥、(B)1000°C 下热解和(C)1600°C下烧结后的外观

Ilustrasi struktur cetak dan proses sinteringnya. Penampakan sampel setelah pengeringan pada (A) 25°C, pirolisis pada (B) 1000°C, dan sintering pada (C) 1600°C.

 

Dengan merancang bubur keramik Si₃N₄ fotosensitif untuk pencetakan 3D stereolitografi dan menggunakan proses debinding-presintering serta penuaan suhu tinggi, keramik Si₃N₄ dengan densitas teoritis 93,3%, kuat tarik 279,8 MPa, dan kuat lentur 308,5–333,2 MPa berhasil disiapkan. Studi menunjukkan bahwa pada kondisi kadar padatan 45% vol. dan waktu pemaparan 10 detik, green body satu lapis dengan presisi curing level IT77 dapat diperoleh. Proses debinding suhu rendah dengan laju pemanasan 0,1 °C/menit membantu menghasilkan green body bebas retak.

 

Sintering merupakan langkah kunci yang memengaruhi kinerja akhir dalam stereolitografi. Penelitian menunjukkan bahwa penambahan bahan pembantu sintering dapat secara efektif meningkatkan densitas dan sifat mekanik keramik. Dengan menggunakan CeO₂ sebagai bahan pembantu sintering dan teknologi sintering berbantuan medan listrik untuk menyiapkan keramik Si₃N₄ berdensitas tinggi, CeO₂ ditemukan mengalami segregasi pada batas butir, yang mendorong pergeseran dan densifikasi batas butir. Keramik yang dihasilkan menunjukkan kekerasan Vickers HV10/10 (1347,9 ± 2,4) dan ketangguhan patah (6,57 ± 0,07) MPa·m¹/². Dengan MgO–Y₂O₃ sebagai aditif, homogenitas mikrostruktur keramik meningkat, yang secara signifikan meningkatkan kinerja. Pada tingkat doping total 8 wt.%, kekuatan lentur dan konduktivitas termal masing-masing mencapai 915,54 MPa dan 59,58 W·m⁻¹·K⁻¹.

 

VI. Kesimpulan

 

Singkatnya, keramik silikon karbida (SiC) dengan kemurnian tinggi, sebagai material keramik rekayasa yang unggul, telah menunjukkan prospek aplikasi yang luas dalam semikonduktor, kedirgantaraan, dan peralatan kondisi ekstrem. Makalah ini secara sistematis menganalisis lima rute preparasi tipikal untuk keramik SiC dengan kemurnian tinggi—sintering rekristalisasi, sintering tanpa tekanan, pengepresan panas, sintering plasma percikan, dan manufaktur aditif—dengan pembahasan mendetail tentang mekanisme pemadatannya, optimasi parameter kunci, kinerja material, serta kelebihan dan kekurangan masing-masing.

 

Jelas bahwa setiap proses memiliki karakteristik unik dalam hal mencapai kemurnian tinggi, kepadatan tinggi, struktur kompleks, dan kelayakan industri. Teknologi manufaktur aditif, khususnya, telah menunjukkan potensi yang kuat dalam fabrikasi komponen berbentuk kompleks dan kustom, dengan terobosan di subbidang seperti stereolitografi dan binder jetting, menjadikannya arah pengembangan penting untuk preparasi keramik SiC dengan kemurnian tinggi.

 

Penelitian masa depan tentang persiapan keramik SiC dengan kemurnian tinggi perlu dikaji lebih dalam, mendorong transisi dari skala laboratorium ke aplikasi rekayasa berskala besar yang sangat andal, sehingga menyediakan dukungan material penting untuk manufaktur peralatan canggih dan teknologi informasi generasi mendatang.

 

XKH adalah perusahaan teknologi tinggi yang berspesialisasi dalam riset dan produksi material keramik berkinerja tinggi. Perusahaan ini berkomitmen untuk menyediakan solusi khusus bagi pelanggan dalam bentuk keramik silikon karbida (SiC) dengan kemurnian tinggi. Perusahaan ini memiliki teknologi persiapan material yang canggih dan kemampuan pemrosesan yang presisi. Bisnisnya meliputi riset, produksi, pemrosesan presisi, dan perawatan permukaan keramik SiC dengan kemurnian tinggi, memenuhi persyaratan ketat semikonduktor, energi baru, kedirgantaraan, dan bidang lainnya untuk komponen keramik berkinerja tinggi. Dengan memanfaatkan proses sintering yang matang dan teknologi manufaktur aditif, kami dapat menawarkan layanan terpadu kepada pelanggan, mulai dari optimasi formula material, pembentukan struktur kompleks, hingga pemrosesan presisi, yang memastikan produk memiliki sifat mekanik, stabilitas termal, dan ketahanan korosi yang unggul.

 

https://www.xkh-semitech.com/baki-keramik-silikon-karbida-tahan lama-baki-berkinerja-tinggi-untuk-aplikasi-termal-dan-kimia-produk/

 


Waktu posting: 30-Jul-2025