Pols de carbur de silici revolucionant la resistència ceràmica

El carbur de silici (SiC) és un material ceràmic inert i dur amb propietats físiques excepcionals. S'utilitza en refractaris i abrasius gràcies a la seva duresa, així com en aplicacions a altes temperatures on l'estabilitat tèrmica i la resistència al desgast són fonamentals.

Només el diamant i el carbur de bor són més durs que el SiC. Quan és d'alta puresa, el SiC pot aparèixer incolor; si no, pot adoptar tons negres quan es produeix pel mètode Lely.

Duresa

El carbur de silici — més comunament anomenat carborundum — és un compost químic extraordinàriament dur, format per silici i carboni, que a la natura només es troba ocasionalment com a moissanita; tanmateix, des de finals del segle XIX se n'ha produït en massa tant en forma de pols com de cristall.

El carbur de silici negre (SiC) s'utilitza sovint en abrasius a causa de les seves qualitats dures i resistents al desgast. A més, el SiC també es pot trobar com a part de revestiments refractaris, escalfadors/elements calefactors/eines de tall i substrats semiconductors emprats amb LEDs i dispositius de potència.

El carbur de silici unit per nitrur (NB SiC) es produeix mitjançant un procés anomenat nitruració, en què els grans de SiC en brut s'escalfen i es barregen amb compostos que contenen nitrogen per formar un material compost dens i mecànicament resistent. A més, aquesta forma de carbur de silici té una excel·lent resistència al xoc tèrmic, cosa que li permet suportar canvis ràpids de temperatura sense esquerdar-se ni desintegrar-se amb el temps.

Força

El carbur de silici és un dels materials ceràmics no òxids més resistents, amb una duresa Knoop excepcionalment alta, situada entre la del diamant i la del nitrur de bor cúbic, que li confereix resistència a l'abrasió a llarg termini i la solidesa necessària per suportar temperatures i tensions extremes.

El pols de SiC negre s'utilitza àmpliament a les indústries de l'automoció i de l'aeroespacial per al rectificat, el poliment i el lapat de peces metàl·liques i ceràmiques fins a dimensions precises amb acabats suaus. A causa de la seva major resistència que la del diamant, aquest abrasiu sovint es tria en lloc del seu rival.

El carbur de silici unit per reacció (RB SiC) es produeix injectant silici fosa en un material de carboni porós modelat amb la forma de la peça desitjada, obtenint una ceràmica estructural d'altes prestacions, resistent a agents químics i amb un coeficient de dilatació tèrmica baix. El RB SiC es pot trobar en bombes i segells mecànics, coixinets i altres components de major desgast.

Duresa

El carbur de silici és una de les tres substàncies més dures de la Terra, només superat pel diamant i el carbur de bor. Gràcies a aquesta duresa increïble, el carbur de silici pot resistir tant pressions extremes com tensions mecàniques, cosa que el fa apte per a components aeroespacials, aplicacions automobilístiques i eines de tall.

La ceràmica d'alt rendiment és molt resistent a la corrosió i al desgast, i pot suportar canvis ràpids de temperatura sense esquerdar-se ni deformar-se. A més, es pot processar per obtenir ceràmiques funcionals, materials refractaris avançats i fins i tot abrasius per al seu ús.

El pols de carbur de silici negre (SiCp) és una eina essencial per al esmolar, rectificar i polir metàl·lics, ceràmiques i vidres per obtenir dimensions de precisió i superfícies llises. A més d'utilitzar-se com a material abrasiu, el SiC també pot servir com a antioxidant en la fabricació d'acer i en foneries, així com de material resistent a altes temperatures en foneries. Altres varietats de SiC inclouen el carbur de silici aglomerat amb nitrur (NB SiC) i el carbur de silici nitrur aglomerat per reacció sinteritzat (SRBSN); aquests processos produeixen SRBSN mitjançant l'escalfament en un forn de resistència.

Resistència a la calor

El carbur de silici és una elecció de material ideal per a aplicacions que requereixen resistència i duresa extremes, com ara els frens de cotxe o les plaques ceràmiques que es troben en armilles antibales. A més, aquest material té excel·lents propietats de resistència química i fins i tot pot resistir altes temperatures sense fondre's.

La moissanita és un dels materials sintètics més durs, amb una duresa de 9 en l'escala de Mohs, comparable al diamant. Tot i que existeix de manera natural com el mineral rar moissanita, els processos de producció en massa utilitzen pols de silici i de carboni mitjançant sinterització per a la fabricació en massa d'aquesta substància sintètica dura.

La resistència del carbur de silici augmenta amb el recuit a causa dels enllaços d'hidrogen a les superfícies no polars, i és útil com a desoxidant en la fabricació d'acer, ja que afavoreix la carburació i augmenta les taxes de recuperació dels elements d'aliatge. Gràcies a la seva estabilitat tèrmica i inèrcia química, els components de carbur de silici per a equips de processament de wafers semiconductors garanteixen un rendiment fiable fins i tot en entorns d'alta temperatura.

Conductivitat

Els pols de carbur de silici ofereixen la combinació ideal de duresa i conductivitat quan s'utilitzen com a abrasiu o en components ceràmics resistents a l'abrasió, així com per aglutinar-se mitjançant sinterització per a la creació de productes ceràmics industrials d'alt rendiment.

Les ceràmiques de carbur de silici s'han convertit en un dels materials ceràmics més demandats avui dia a causa de les seves propietats notables, que van des de la durabilitat extrema i la resistència a la corrosió fins a l'estabilitat tèrmica i la tolerància a la calor – qualitats que l'han impulsat com una de les principals opcions tant per a les pastilles de fre d'automòbils de consum com per a les plaques d'armilla antibales. El carbur de silici proporciona tant resistència com resistència tèrmica.