oksidasi kimia sangat baik, dan SiC berpotensi untuk fungsi keramik atau semikonduktor temperatur tinggi. SiC juga memiliki sifat-sifat penting sebagai
berikut: unggul tahan oksidasi, unggul tahan rayapan, kekerasan tinggi, kekuatan mekanik baik, Modulus Young sangat tinggi, korosi baik dan tahan erosi, dan
berat relatif rendah. Material-material mentah SiC relatif murah, dan dapat dibuat dalam bentuk-bentuk kompleks, dimana memungkinkan disiasati melalui proses
fabrikasi konvensional. Hasil akhir mempunyai harga kompetitif disamping menawarkan keuntungan - keuntungan teknis yang unggul dan berdaya guna lebih
dari material - material penyusunnya Suparman, 2010.
2.2.1 Proses Pembuatan Silikon Karbida
Proses Pembuatan Silikon Karbida merupakan reaksi karbotermal yakni proses yang melibatkan reaksi antara kuarsa dengan tingkat kemurnian tinggi atau
pecahan-pecahan kuarsit dengan karbon grafit, karbon black atau batu bara pada temperatur antara 1600°C - 2500°C Austin, 1996.
Karbon didapat dari kokas migas dan pasirnya mengandung 98 sampai 99,5 silika. Persamaan reaksinya dapat digambarkan menurut reaksi berikut:
1. SiO2 + 2C → Si + 2CO ΔH = + 606 kJ 2. Si
+ C→ SiC ΔH = - 127,7 kJ Sehingga reaksi totalnya dapat dituliskan sebgai berikut:
SiO2 + 3C → SiC + 2CO ΔH = + 478,3 kJ Lowe, 1958, menemukan proses pembuatan bubuk silikon karbida dengan
menambahkan komposisi dan campuran bahan baku yang berbeda untuk mendapatkan konversi yang lebih tinggi, seperti yang diperlihatkan pada tabel 2.4.
Tabel 2.4. Komposisi Kandungan pembuatan Silikon Karbida Komposisi
berat
Pasir silika, SiO2 160 mesh 56,5
Karbon, C 160 mesh 36
Larutan natrium silikat, 10Na2O30SiO260H2O 6,5
Besi posfat, FePO4 1
Sumber: ASM International, 2004
Campuran dipanaskan dalam tanur bersuhu 1600°C selama dua jam, dan diperoleh hasil berupa 87 berat silikon karbida, sisanya impurities berupa SiO2
4,93, C 3,21, Na2O 2,60 dan FePO4 2,26 Lowe, 1958. Proses pembuatan silikon karbida meliputi tahap-tahap sebagai berikut:
1. Tahap Persiapan Bahan Baku
Pada tahap ini dilakukan pemisahan bahan baku dari pengotor-pengotornya, penggilingan, penimbangan serbuk bahan baku sesuai komposisi masing -
masing.
2. Tahap Pencampuran Bahan Baku Pada tahap ini seluruh bahan baku yang sudah sesuai komposisi dicampur
dalam mixer. Dilakukan pengadukan seluruh campuran bahan baku agar campuran menjadi homogen dan mempermudah saat peleburan.
3 Tahap Peleburan Melting
Pada tahap ini bahan baku yang sudah homogen dibuat dalam bentuk pellet dahulu sebelum dimasukkan ke dalam tungku furnace bersuhu 16000C.
Selama proses peleburan, masing-masing bahan baku akan saling berinteraksi membentuk reaksi kimia. Pada tahap inilah terbentuk silika karbida SiC.
Tungku yang digunakan sebagai tempat meleburkan meleburkan campuran bahan baku adalah tanur listrik.
4. Tahap Pendinginan
Pada tahap pendinginan, bongkahan SiC yang terbentuk diturunkan temperaturnya pada cooling yard.
5. Tahap Pengemasan Produk
Pada tahap akhir, produk di haluskan dengan grinder untuk mendapatkan serbuk SiC yang diinginkan, lalu dikeringkan sebelum disimpan ke dalam silo
SiC, dan di-packing. Kemasan prosuk dikirim ke gudang penyimpanan produk, dan siap dipasarkan. Berikut ini akan diperlihatkan tabel 2.5 sifat
– sifat fisik silikon karbida yaitu :
Tabel 2.5. Sifat - sifat fisik dari Silikon Karbida
Property Unit
Typical Value Composition
- SiC
Grain Size μm
4 – 10
Density gcm3
3.10 Hardnees Knoop
kgmm2 2800
Flexural Strengh 4 pt RT MPa
380 x 10 3 lbin2
55 Flexural Strenght 3pt RT
MPa 550
x 10 3 lbin2 80
Compressive strenght RT MPa
3900 x 10 3 lbin2
560 Modulus of Elasticity RT
GPa 410
x 106 lbin2 59
Welbull Modulus 2 Parameter 8
Poisson Ratio 0,14
Fracture Toughness RT MPa x m12
4,60 Double Torsion SEN B
x 103 lbin2 x in12 4,20
Coefficient of Thermal Expansion x 104 mmmmk 4,02
RT to 700 °C x 104 inin °F
2,20 Maximum Service Temp.
oC 1900
Air oF
3450 Mean Specific Heat RT
Jgmk 0,67
Thermal Conductivity RT WmK
125,6 Btuft h °f
72,6 200 °C
WmK 102,6
Btuft h °f 59,3
400 °C WmK
77,5 Btuft h °f
44,8 Permeability RT to 1000 °C
Impervious to gases over 31 MPa
Electrical Resistivity RT Ohm-cm
102 - 1011 1000 °C
Ohm-cm 0.001
– 0.2 Emissivity
0,9 Sumber : Khairul Sakti 2009
2.2.2 Aplikasi Silikon Karbida
