"Masa depan keramik tampak cerah seiring perpaduan ilmu pengetahuan dan teknik inovatif terus maju," kata Cheryl Xu, profesor di NC State. Para peneliti di North Carolina State University mengungkap teknik sintering laser terobosan untuk menciptakan keramik suhu ultra-tinggi pada 14 Mei 2025.
Metode baru ini secara signifikan menyederhanakan produksi keramik seperti hafnium karbida (HfC), yang dikenal karena ketahanan panasnya yang luar biasa. Metode tradisional membutuhkan suhu melebihi 2.200 derajat Celcius, tetapi teknik laser lebih cepat dan hemat energi.
Prosesnya melibatkan pengarahan laser 120 watt ke prekursor polimer cair dalam lingkungan yang terkendali. Ini mengubah cairan menjadi bahan keramik padat, cocok untuk pelapis atau struktur cetak 3D. Teknik sintering laser juga portabel, tidak seperti sintering tradisional.
Salah satu aplikasi utama adalah menciptakan lapisan pelindung untuk komposit karbon yang digunakan dalam teknologi hipersonik. Sintering laser terlokalisasi meminimalkan kerusakan struktural dan meningkatkan perlindungan termal. Teknik ini juga terintegrasi dengan manufaktur aditif, memungkinkan pembuatan struktur keramik 3D yang kompleks.
Teknik laser menawarkan efisiensi konversi setidaknya 50%, secara signifikan lebih tinggi daripada 20-40% dari metode tradisional. Ini menghasilkan lebih sedikit limbah dan pendekatan manufaktur yang lebih berkelanjutan. Tim berhasil memproduksi HfC kristalin dan fase murni, yang menunjukkan potensi teknologi untuk lingkungan ekstrem.
Pengujian pada lapisan HfC yang diaplikasikan pada komposit serat karbon menunjukkan adhesi yang kuat dan cakupan yang seragam, penting untuk sistem perlindungan termal. Ini membuka pintu untuk aplikasi teknik yang ditingkatkan di bidang kedirgantaraan dan industri lainnya. Penelitian yang diterbitkan dalam Journal of the American Ceramic Society, berharap dapat menginspirasi adopsi lebih lanjut dari teknik-teknik ini.