Los polvos de carburo de silicio revolucionan los procesos de fabricación a alta temperatura

Los abrasivos de carburo de silicio (SiC) están disponibles en varios tamaños de grano y se encuentran con frecuencia tanto en abrasivos aglomerantes como en abrasivos revestidos. Aunque el carburo de silicio puede encontrarse de forma natural en las joyas de moissanita, la mayor parte de la fabricación de carburo de silicio utiliza el proceso Acheson o la tecnología de deposición química de vapor para su producción.

Su refractariedad, alta conductividad térmica y resistencia a la corrosión lo convierten en el material perfecto para revestimientos de hornos, crisoles y otros componentes de la siderurgia.

Métodos de síntesis mejorados

El carburo de silicio es ampliamente conocido por su dureza superior (sólo superada por el diamante y el nitruro de boro cúbico), alta resistencia, estabilidad química y resistencia a la temperatura, cualidades que lo convierten en el material de referencia para aplicaciones de fabricación de cerámica y refractarios. Además, el carburo de silicio también se utiliza en dispositivos electrónicos de alto rendimiento, como semiconductores de potencia, transistores de efecto de campo semiconductores de óxido metálico (MOSFET) y transistores bipolares de puerta aislada (IGBT).

Los fabricantes producen carburo de silicio calentando una mezcla de arena de sílice y coque a temperaturas extremadamente altas hasta que su reacción química, conocida como síntesis de SiC, produce formas cristalizadas conocidas como SiC verde o negro en función de su nivel de pureza. Una vez producido, el SiC se puede refinar aún más en tamaños de partícula adaptados a aplicaciones específicas mediante diversos métodos de síntesis como el esquema Acheson, la reducción térmica del carbono y la descomposición térmica de polímeros líquidos, cada uno de los cuales utiliza procesos de calentamiento que consumen mucha energía y que deben alcanzar temperaturas de reacción para formar cristales de SiC cristalizados antes de que sea necesario lavarlos con ácido y secarlos para poder completar la producción y producir su forma final.

Automatización

La producción de carburo de silicio comienza mezclando coque y cuarzo en polvo y, a continuación, aplicando electricidad a través de un núcleo de grafito para calentarlo hasta que surge carburo de silicio refinado (SiC); este proceso se conoce como proceso Acheson.

Una vez preparadas las materias primas, pueden utilizarse diversas técnicas para convertir el polvo en saggars. Una vez formados, estos sagares se someten a etapas de postprocesado, como el mecanizado mecánico y el recubrimiento superficial, que garantizan su durabilidad y su resistencia a la corrosión química a temperaturas más elevadas.

El carburo de silicio negro en polvo es un material cada vez más popular para la fabricación de productos abrasivos como muelas y herramientas de corte, gracias a su excepcional dureza y su conductividad térmica superior. Además, este material se puede encontrar en los procesos de producción de la industria electrónica para semiconductores y diodos, así como su resistencia a altas temperaturas lo hace adecuado para fabricar materiales refractarios utilizados en hornos, hornos, crisoles en las industrias de la construcción o la metalurgia.

Procesado a alta temperatura

El polvo de carburo de silicio ofrece excelentes propiedades mecánicas que lo hacen adecuado para aplicaciones de alta temperatura. Su dureza y resistencia al desgaste lo hacen muy resistente al desgaste, mientras que su estabilidad térmica, resistencia química y conductividad eléctrica también lo hacen muy codiciado.

La producción de este material implica calentar una mezcla de sílice y coque a temperaturas muy elevadas en un horno especial, lo que provoca sus reacciones para formar grandes cristales de carburo de silicio.

Una vez formado el carburo de silicio, hay que lavarlo para eliminar las impurezas antes de secarlo mediante diversas técnicas, como el secado por aire caliente, al vacío o por microondas.

Tras el secado, el carburo de silicio se tritura, se clasifica, se vuelve a moler y se procesa para aplicaciones específicas. El resultado final es un lingote al que se le puede dar la forma deseada para cumplir las especificaciones individuales: los fabricantes utilizan este lingote para crear, por ejemplo, boquillas para quemadores, un componente integral para proporcionar la máxima eficiencia en la atomización del combustible.

Sostenibilidad

El polvo de carburo de silicio destaca en los entornos de fabricación más exigentes por sus impresionantes propiedades, como su increíble dureza, su excelente conductividad térmica y su resistencia a la corrosión. Como tal, este material se utiliza desde hace mucho tiempo en la producción de abrasivos y electrónica, incluido el corte y pulido de metales o baldosas cerámicas.

Debido a su extraordinaria dureza y agudeza, el diamante se utiliza habitualmente en la industria de abrasivos para fabricar muelas abrasivas y discos de corte. Los fabricantes de electrónica también confían en él por sus excelentes propiedades de conductividad térmica y su resistencia al desgaste.

La producción de carburo de silicio puede realizarse de forma responsable con el medio ambiente, utilizando fuentes de energía renovables y sistemas de recuperación de residuos para minimizar las emisiones de gases de efecto invernadero. Al emplear estas prácticas, los fabricantes pueden reducir el consumo de energía y los costes operativos, algo especialmente importante en el actual contexto de aumento de los costes energéticos.