Moissanite
Moissanite /ˈmɔɪsənaɪt/ [5] secara alami terbentuk dari silikon karbida dan berbagai kristalin polimorf. Ia memiliki rumus kimia SiC dan merupakan mineral langka, ditemukan oleh ahli kimia Perancis, Henri Moissan pada tahun 1893. Silikon karbida dimanfaatkan secara komersial dan industri karena kekerasannya, sifat optik dan konduktivitas termalnya.
| Moissanite | |
|---|---|
 | |
| Umum | |
| Kategori | Mineral species |
| Rumus (unit berulang) | SiC |
| Simbol IMA | Moi[1] |
| Klasifikasi Strunz | 1.DA.05 |
| Sistem kristal | 6H polytype, paling umum: heksagonal |
| Kelas kristal | 6H polytype: dihexagonal pyramidal (6mm) H-M symbol: (6mm) |
| Grup ruang | 6H polytype: P63mc |
| Identifikasi | |
| Warna | Tanpa warna, hijau, kuning |
| Perawakan | Umumnya ditemukan sebagai inklusi pada mineral lain |
| Belahan | (0001) indistinct |
| Fraktur | Conchoidal – patahan yang terjadi pada material getas ditandai dengan permukaan yang melengkung halus, seperti misalnya kuarsa |
| Kekerasan dalam skala Mohs | 9.25 |
| Kilau | Adamantine hingga metallik |
| Gores | abu kehijauan |
| Diafaneitas | transparan |
| Berat jenis | 3.218–3.22 |
| Indeks bias | nω=2.654 nε=2.967, Birefringence 0.313 (6H form) |
| Fluoresensi ultraungu | jingga-merah |
| Titik lebur | 2730 °C (decomposes) |
| Kelarutan | tidak ada |
| Sifat lain | Bukan radioaktif, non-magnetik |
| Referensi | [2][3][4] |
Latar Belakang
suntingHenri Moissan menemukan mineral ini ketika meneliti contoh bebatuan dari kawah meteor di Canyon Diablo, Arizona. Awalnya ia salah mengidentifikasi kristal tersebut sebagai berlian, namun pada tahun 1904 ia mengidentifikasinya sebagai silikon karbida.[6][7] Silikon karbida buatan telah disintetis oleh Edward G Acheson dua tahun sebelum penemuan Moissan.[8]
Penemuan di meteorit Canyon Diablo dan tempat-tempat lain menjadi tantangan sejak lama dikarenakan kontaminasi karborundum yang terjadi karena gesekan alat-alat buatan manusia.[9]
Pembentukan geologis
suntingMoissanite yang terbentuk secara alami sangatlah langka. Hingga tahun 1950-an, tidak ditemukan sumber moissanite selain sebagai butiran presolar dalam meteorit kondrit karbon.[10] Kemudian pada tahun 1958, moissanite ditemukan di lapisan atas Formasi Green River di Wyoming, dan tahun berikutnya ditemukan sebagai inklusi dalam kimberlit batuan ultrabasa di tambang permata di Yakutia, Timur Jauh Rusia.[11] Keberadaan moissanite alami dipertanyakan oleh geologis Amerika, Charles Milton, pada akhir tahun 1986.[12]
Penelitian menunjukkan bahwa moissanite secara alami terbentuk sebagai inklusi dalam berlian, xenolit, dan juga pada batuan ultrabasa lainnya seperti lamproit.[9]
Meteorit
suntingHasil analisa terhadap butiran silikon karbida yang ditemukan di meteorit Murchison menunjukkan rasio isotop karbon dan silikon yang tidak wajar, mengindikasikannya sebagai benda luar angkasa yang berasal dari luar Tata Surya.[13] 99% butiran silikon karbida berasal dari sekitar bintang-bintang dalam cabang raksasa asimtotik. Silikon karbida umumnya ditemukan di sekitar bintang tersebut, seperti yang ditunjukkan oleh spektrum inframerahnya.[14]
Sifat fisik
suntingStruktur kristalnya disatukan oleh ikatan kovalen yang kuat seperti halnya berlian,[6] yang memungkinkan mossanite kuat menahan tekanan hingga 52,1 gigapascal.[6][15] Warnanya bervariasi dan masuk dalam golongan D hingga K dalam skala penggolongan warna berlian.[16]
Sumber
suntingSemua silikon karbida yang beredar sekarang adalah material sintetis, mengingat material alaminya sangat langka. Gagasan bahwa silikon-karbon mungkin ada di alam pertama kali dikemukakan oleh ahli kimia Swedia, Jons Jacob Berzelius, pada awal tahun 1824 (Berzelius 1824).[17]
Pada tahun 1891, Edward Goodrich Acheson membuat mineral yang layak untuk menggantikan berlian sebagai alat penggosok dan pemotong.[18] Hal ini adalah mungkin, mengingat moissanite adalah salah satu subtansi paling keras, dengan kekerasan tepat di bawah berlian dan setara dengan kubik boron nitrida dan boron. Moissanite sintetis murni juga dapat dibuat dengan dekomposisi termal dari poly(methylsilyne) polimer prakeramik, tanpa memerlukan matrik pengikat semisal bubuk metal kobalt.
Kristalin tunggal silikon karbida, dalam bentuk tertentu, telah digunakan untuk fabrikasi perangkat semikonduktor berkinerja tinggi. Karena sumber silikon karbida alami sangat langka dan hanya susunan atom tertentu yang dapat digunakan untuk keperluan gemologikal, Cree Research, Inc. mengembangan proses komersial untuk memproduksi kristal silikon karbida berskala besar. Perusahaan yang berbasis di Carolina Utara dan didirikan tahun 1987 ini merupakan pemimpin dunia dalam pengembangan kristal silikon karbida tunggal, kebanyakan digunakan untuk kebutuhan elektronik.[19]
Pada tahun 1995, perusahaan yang dimpimpin Charles Eris Hunter dengan nama C3 Inc, mendirikan Charles & Colvard Ltd. (kemudian berganti nama menjadi Charles & Colvard) yang memasarkan moissanite dengan kualitas permata. Di bawah paten AS nomor US5723391 A, Charles & Colvard merupakan perusahaan pertama yang memproduksi dan menjual moissanite sintetis, dengan paten pertama didaftarkan oleh C3 di Carolina Utara.[20]
Aplikasi
sunting
Pada tahun 1998, Charles & Colvard (sebelumnya dikenal sebagai C3 Inc.) memperkenalkan moissanite sebagai pengganti permata setelah menerima paten dan mejadi perusahaan pelopor dalam meproduksi dan memasarkan permata silikon karbida yang dikembangkan di laboratorium. Pada tahun 2018 semua paten produksinya di seluruh dunia telah kadaluarsa.[21][22][23]Charles & Colvard saat ini memproduksi dan mendistribusikan perhiasan dan butiran permata moissanite di bawah merk dagang Forever One, Forever Brilliant, dan Forever Classic.[24] Perusahaan lain memasarkan permata silikon karbida di bawah merk dagang seperti Amora.
Pada skala Mohs kekerasan mineral (di mana paling tinggi adalah berlian, 10) moissanite bernilai 9,25.[25] Sebagai alternatif berlian, moissanite memiliki sifat optikal yang melebihi berlian. Dipasarkan dengan harga alternatif lebih rendah dari berlian karena tidak melibatkan praktik penambangan mahal untuk mengekstrasi berlian alami. Karena sifat fisik yang serupa dengan berlian, moissanite bisa digunakan untuk penipuan. Peralatan penguji yang khususnya berdasar pengukuran konduktivitas termal, dapat memberikan hasil yang menipu. Berbeda dengan berlian, moissanite menunjukkan thermochromism, di mana pemanasan berkala akan menimbulkan perubahan warna sementara, dimulai pada sekitar suhu 65 °C (150 °F). Pengujian yang lebih praktis adalah pengukuran konduktivitas elektrikal, yang akan menunjukkan nilai lebih tinggi untuk moissanite. Moissanite adalah birefringent (yaitu, cahaya yang dipancarkan ke material akan dibiaskan terpisah tergantung pada polarisasi sumbernya), di mana dengan mudah terilihat, sedangkan berlian tidak demikian.[25]
Moissanite dapat digunakan sebagai pengganti berlian dan digunakan dalam eksperimen bertekanan tinggi dikarenakan kekerasannya.[6] Karena berlian besar biasanya terlalu mahal untuk digunakan sebaga landasan, moissanite lebih sering digunakan dalam penelitian berukuran besar. Moissanite sintetis juga digunakan untuk aplikasi elektronik dan termal karena konduktivitas termalnya mirip dengan berlian.[15] Peralatan elektronik silikon karbida berkekuatan tinggi diharapkan dapat digunakan untuk perlindungan sirkuit pada motor, aktuator dan penyimpan energi atau sistem tenaga pulsa.[26] Moissanite juga menunjukkan thermoluminescence,[27] membuatnya makin besar fungsinya dalam dosimetry radiasi.[28]
Referensi
sunting- ^ Warr, L.N. (2021). "IMA–CNMNC approved mineral symbols". Mineralogical Magazine. 85 (3): 291–320. Bibcode:2021MinM...85..291W. doi:10.1180/mgm.2021.43.
- ^ Moissanite. Webmineral
- ^ Moissanite. Mindat
- ^ Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W. and Nichols, Monte C. (eds.) "Moissanite" Diarsipkan 2016-03-03 di Wayback Machine.. Handbook of Mineralogy. Mineralogical Society of America
- ^ "Moissanite"
. Oxford English Dictionary (edisi ke-Online). Oxford University Press. Templat:OEDsub
- ^ a b c d Xu J.; Mao H. (2000). "Moissanite: A window for high-pressure experiments". Science. 290 (5492): 783–787. Bibcode:2000Sci...290..783X. doi:10.1126/science.290.5492.783. PMID 11052937.
- ^ Moissan, Henri (1904). "Nouvelles recherches sur la météorité de Cañon Diablo". Comptes rendus. 139: 773–786.
- ^ Smith, Kady. "History and Applications of Silicon Carbide". Moissanite & Co. Diakses tanggal 2 February 2016.
- ^ a b Di Pierro S.; Gnos E.; Grobety B.H.; Armbruster T.; et al. (2003). "Rock-forming moissanite (natural α-silicon carbide)". American Mineralogist. 88 (11–12): 1817–1821. Bibcode:2003AmMin..88.1817D. doi:10.2138/am-2003-11-1223.
- ^ Yokoyama, T.; Rai, V. K.; Alexander, C. M. O’D.; Lewis, R. S.; Carlson, R. W.; Shirey, S. B.; Thiemens, M. H.; Walker, R. J. (March 2007). "Nucleosynthetic Os Isotopic Anomalies in Carbonaceous Chondrites" (PDF). 38th Lunar and Planetary Science Conference (1338): 1151. Bibcode:2007LPI....38.1151Y.
- ^ Bauer, J.; Fiala, J.; Hřichová, R. (1963). "Natural α–Silicon Carbide". American Mineralogist. 48: 620–634.
- ^ Belkin, H. E.; Dwornik, E. J. (1994). "Memorial of Charles Milton April 25, 1896 – October 1990" (PDF). American Mineralogist. 79: 190–192.
- ^ Kelly, Jim.
- ^ Greene, Dave.
- ^ a b Zhang J.; Wang L.; Weidner D.J.; Uchida T.; et al. (2002). "The strength of moissanite" (PDF). American Mineralogist. 87 (7): 1005–1008. Bibcode:2002AmMin..87.1005Z. doi:10.2138/am-2002-0725.
- ^ Read P. (2005). Gemmology. Massachusetts: Elsevier Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-6449-3.
- ^ "Silicon Carbide - Older than the stars".
- ^ "Silicon carbide | chemical compound".
- ^ "Moissanite History".
- ^ "Silicon carbide gemstones".
- ^ US patent 5762896, Hunter, Charles Eric & Dirk Verbiest, "Single crystal gems hardness, refractive index, polishing, and crystallization"
- ^ US expired 5723391, Hunter, Charles Eric & Dirk Verbiest, "Silicon carbide gemstones"
- ^ "Moissanite gem patent restrictions by country and year of expiration". Better than Diamond.
- ^ "Moissanite Rights". Professional Jeweler Magazine. May 1998. Diakses tanggal 24 October 2012.
- ^ a b "Diamond look-alike comparison chart". gemsociety.org. International Gem Society.
- ^ Bhatnagar, M.; Baliga, B.J. (1993). "Comparison of 6H-SiC, 3C-SiC, and Si for power devices". IEEE Transactions on Electron Devices. 40 (3): 645–655. Bibcode:1993ITED...40..645B. doi:10.1109/16.199372.
- ^ Godfrey-Smith, D.I. (1 August 2006). "Applicability of moissanite, a monocrystalline form of silicon carbide,to retrospective and forensic dosimetry". Radiation Measurements. 41 (7): 976–981. Bibcode:2006RadM...41..976G. doi:10.1016/j.radmeas.2006.05.025. Diarsipkan dari versi asli tanggal 26 July 2020. Diakses tanggal 23 December 2017.
- ^ Bruzzia, M.; Navab, F.; Piniac, S.; Russoc, S. (12 December 2001). "High quality SiC applications in radiation dosimetry". Applied Surface Science. 184 (1–4): 425–430. Bibcode:2001ApSS..184..425B. doi:10.1016/S0169-4332(01)00528-1.
