5 Masalah Umum pada Crucible Silikon Karbida (dan Cara Memperbaikinya)

1. Pengantar

Hanya 24 jam yang lalu, sebuah pabrik pengecoran besar di Ohio melaporkan penundaan produksi setelah beberapa kali terjadi kebocoran silikon karbida cawan lebur Retak akibat peleburan aluminium suhu tinggi—sebuah pengingat bahwa keramik industri yang kokoh sekalipun memerlukan penanganan yang tepat. Baik Anda berkecimpung di bidang metalurgi, penelitian laboratorium, atau bahkan keramik artisanal, memahami cara merawat dan memecahkan masalah krus silikon karbida sangatlah penting.

Cawan lebur silikon karbida dihargai karena konduktivitas termalnya yang luar biasa, ketahanannya terhadap guncangan termal, dan kemampuannya menahan suhu di atas 1600°C. Namun, wadah ini bukannya tidak bisa dihancurkan. Dalam panduan ini, kami akan memandu Anda melalui lima masalah paling umum dan cara mengatasinya—serta kiat-kiat untuk memperpanjang masa pakai wadah Anda.

2. Masalah 1: Retak Akibat Kejutan Termal

Kejutan termal terjadi ketika wadah dipanaskan atau didinginkan terlalu cepat, menyebabkan pemuaian atau penyusutan yang tidak merata. Ini adalah penyebab utama kegagalan prematur dalam silikon wadah peleburan karbida.

Untuk mencegahnya:

• Selalu panaskan wadah peleburan Anda secara bertahap—mulai pada suhu 200°C dan tingkatkan 100–150°C setiap 15 menit hingga mencapai suhu target.
• Hindari menaruh wadah peleburan yang panas pada permukaan yang dingin atau mendinginkannya dalam air.
• Gunakan tungku dengan distribusi panas yang merata; titik panas yang tidak merata akan memberi tekanan pada material.

Catatan: Tidak seperti wadah silikon nitrida—yang menawarkan ketahanan guncangan termal yang sedikit lebih baik di beberapa pengaturan laboratorium—silikon karbit unggul dalam konduktivitas tetapi memerlukan protokol peningkatan yang disiplin.

3. Masalah 2: Korosi Kimia dari Lelehan Reaktif

Sementara silikon karbida tahan terhadap banyak asam dan basa, namun dapat rusak bila terkena alkali kuat (seperti natrium hidroksida) atau logam cair tertentu (misalnya, aluminium dengan kandungan magnesium tinggi).

Solusi:

• Verifikasi kompatibilitas lelehan sebelum digunakan. Untuk lelehan yang sangat reaktif, pertimbangkan lapisan atau pelapis keramik silikon nitrida.
• Hindari paparan jangka panjang terhadap fluks yang mengandung fluorida atau klorida.
• Bersihkan residu segera setelah penggunaan dengan sikat lembut—jangan pernah menggunakan wol baja atau bantalan abrasif yang dapat menanamkan kontaminan.

Kiat pro: Berbeda dengan perdebatan boron karbida vs silikon karbida, boron karbida menawarkan kekerasan yang lebih unggul tetapi ketahanan oksidasi yang lebih buruk di atas 800°C, membuat silikon karbida lebih baik untuk sebagian besar lingkungan oksidasi suhu tinggi.

4. Masalah 3: Kerusakan Mekanis Selama Penanganan

Silikon karbida keras tetapi rapuh. Menjatuhkan, menjepit terlalu erat, atau menumpuk wadah peleburan dapat menyebabkan keretakan atau retakan.

Langkah pencegahan:

• Selalu gunakan penjepit keramik atau grafit yang dirancang untuk penanganan suhu tinggi.
• Simpan wadah peleburan dalam posisi tegak di rak berlapis bantalan—jangan pernah menumpuknya.
• Periksa retakan rambut sebelum setiap penggunaan; bahkan cacat kecil dapat menyebar karena panas.

Fakta menarik: Bahan yang sama yang digunakan dalam wadah peleburan Anda juga muncul dalam barang-barang sehari-hari seperti wadah pemanggang keramik silikon karbida, piring makan keramik silikon karbida, dan bahkan wadah mentega keramik silikon karbida—meskipun semuanya diformulasikan untuk mengurangi tekanan termal.

5. Masalah 4: Penumpukan Glazur atau Terak

Penggunaan berulang-ulang dapat menimbulkan kerak atau endapan kaca yang mengisolasi wadah peleburan, mengurangi efisiensi pemanasan dan menimbulkan titik panas.

Cara membersihkannya:

• Setelah dingin, kikis perlahan kerak yang terlepas dengan pengikis kayu atau plastik.
• Untuk kotoran membandel, panaskan wadah kosong hingga 600°C di udara untuk mengoksidasi residu organik, lalu sikat hingga bersih.
• Jangan sekali-kali menggunakan asam fluorida—asam ini akan menyerang silikon karbida.

Bonus: Masalah ini jarang memengaruhi mangkuk saji keramik silikon karbida atau piring keramik oven silikon karbida karena tidak terkena material cair—tetapi pengguna industri harus tetap waspada.

6. Masalah 5: Salah Mengidentifikasi Kelas Material

Tidak semua produk 'silikon karbida' sama. Beberapa wadah peleburan menggunakan SiC dengan kemurnian lebih rendah atau dicampur dengan aditif seperti mullite atau zirkonia untuk menghemat biaya.

Untuk memastikan kualitas:

• Sumber dari pemasok bereputasi baik yang menentukan kemurnian (misalnya, >95% SiC).
• Untuk kondisi ekstrem, pertimbangkan blok ubin silikon karbida RBSiC (silikon karbida terikat reaksi) atau tabung silikon karbida kemurnian tinggi untuk penggunaan tungku.
• Bandingkan dengan alternatif: pelat silikon nitrida atau pelindung panas silikon nitrida khusus mungkin lebih baik untuk aplikasi yang membutuhkan ketangguhan patah yang lebih tinggi, meskipun harganya lebih mahal.

Selain itu, jangan samakan keramik struktural seperti batu bata silikon karbida atau kolom keramik silikon karbida dengan barang-barang bermutu peralatan makan seperti piring keramik putih silikon karbida atau mangkuk pasta keramik silikon karbida—keduanya memiliki fungsi yang sangat berbeda.

7. Kesimpulan

Crucible silikon karbida merupakan krusial dalam aplikasi suhu tinggi, tetapi membutuhkan perhatian dan perawatan yang tepat. Dengan menghindari perubahan suhu yang cepat, memeriksa kompatibilitas kimia, menangani dengan hati-hati, membersihkan dengan benar, dan memverifikasi kualitas material, Anda akan memaksimalkan kinerja dan masa pakai. Baik Anda melelehkan logam atau memanggang casserole dalam wadah casserole keramik silikon karbida bertutup, memahami material Anda adalah separuh dari perjuangan.

Situs web kami, yang didirikan pada 17 Oktober 2012, merupakan perusahaan teknologi tinggi yang berkomitmen pada penelitian dan pengembangan, produksi, pemrosesan, penjualan, dan layanan teknis material keramik seperti 5. Produk kami meliputi, namun tidak terbatas pada, Produk Keramik Boron Karbida, Produk Keramik Boron Nitrida, Produk Keramik Silikon Karbida, Produk Keramik Silikon Nitrida, Produk Keramik Zirkonium Dioksida, dll. Jika Anda tertarik, jangan ragu untuk menghubungi kami.