El polvo de carburo de silicio revoluciona la resistencia de la cerámica

El carburo de silicio (SiC) es un material cerámico duro e inerte con propiedades físicas excepcionales. Se utiliza en refractarios y abrasivos debido a su dureza, así como en aplicaciones de alta temperatura donde la estabilidad térmica y la resistencia al desgaste son primordiales.

Sólo el diamante y el carburo de boro son más duros que el SiC. Cuando es de gran pureza, el SiC puede parecer incoloro; de lo contrario, puede adquirir tonalidades negras cuando se produce mediante el método Lely.

Dureza

El carburo de silicio -más comúnmente conocido como carborundo- es un compuesto químico extraordinariamente duro formado por silicio y carbono que sólo aparece ocasionalmente como moissanita en la naturaleza; sin embargo, desde finales del siglo XIX se produce en masa tanto en forma de polvo como de cristal.

El carburo de silicio negro (SiC) se utiliza a menudo en abrasivos debido a sus cualidades de dureza y resistencia al desgaste. Además, el carburo de silicio también se utiliza en revestimientos refractarios, calentadores, herramientas de corte y sustratos semiconductores para LED y dispositivos de potencia.

El carburo de silicio ligado con nitruro (NB SiC) se produce mediante un proceso denominado nitruración, en el que los granos de SiC en bruto se calientan y se mezclan con compuestos que contienen nitrógeno para formar un material compuesto denso y mecánicamente resistente. Además, esta forma de carburo de silicio tiene una excelente resistencia al choque térmico que le permite soportar cambios rápidos de temperatura sin agrietarse ni desintegrarse con el tiempo.

Fuerza

El carburo de silicio es uno de los materiales cerámicos sin óxido más resistentes, con una dureza Knoop excepcional, entre el diamante y el nitruro de boro cúbico, que le confiere resistencia al desgaste a largo plazo y resistencia para soportar temperaturas y tensiones extremas.

El polvo de SiC negro se utiliza ampliamente en las industrias aeroespacial y de automoción para el esmerilado, pulido y lapeado de piezas metálicas y cerámicas con dimensiones precisas y acabados suaves. Debido a su mayor resistencia que el diamante, este abrasivo suele elegirse antes que su rival.

El carburo de silicio aglomerado por reacción (RB SiC) se produce inyectando silicio fundido en material de carbono poroso moldeado con la forma deseada de la pieza, lo que da lugar a una cerámica estructural de alto rendimiento, resistente a los productos químicos y con un bajo coeficiente de dilatación térmica. El SiC RB puede encontrarse en bombas y cierres mecánicos, cojinetes y componentes de desgaste de mayor tamaño.

Dureza

El carburo de silicio es una de las tres sustancias más duras de la Tierra, sólo superada por el diamante y el carburo de boro. Debido a esta increíble dureza, el carburo de silicio puede soportar tanto presiones extremas como esfuerzos mecánicos, lo que lo hace adecuado para componentes aeroespaciales, aplicaciones de automoción y herramientas de corte.

La cerámica de alto rendimiento es muy resistente a la corrosión y al desgaste, y puede soportar rápidos cambios de temperatura sin agrietarse ni deformarse. Además, puede transformarse en cerámica funcional, materiales refractarios avanzados e incluso abrasivos para su uso.

El polvo de carburo de silicio negro (SiCp) es una herramienta esencial en el bruñido, lapeado y pulido de metal, cerámica y vidrio para obtener dimensiones de precisión y superficies lisas. Además de utilizarse como material abrasivo, el SiC también puede servir como antioxidante en acerías y fundiciones, así como material resistente a altas temperaturas en fundiciones. Otras variedades de SiC son el carburo de silicio aglomerado por nitruro (NB SiC) y el nitruro de carburo de silicio aglomerado por reacción sinterizado (SRBSN); estos procesos producen SRBSN mediante calentamiento en horno de resistencia.

Resistencia al calor

El carburo de silicio es un material ideal para aplicaciones que exigen una resistencia y dureza extremas, como los frenos de los coches o las placas cerámicas de los chalecos antibalas. Además, este material tiene excelentes propiedades de resistencia química e incluso puede soportar altas temperaturas sin fundirse.

La moissanita es uno de los materiales sintéticos más duros, con una dureza Mohs de 9, comparable a la del diamante. Aunque existe de forma natural como el raro mineral moissanite, los procesos de producción en masa utilizan polvos de silicio y carbono a través de procesos de sinterización para la producción en masa de esta dura sustancia sintética.

La resistencia del carburo de silicio aumenta con el recocido debido a los enlaces de hidrógeno de las superficies no polares, y es útil como desoxidante en la fabricación de acero al favorecer la carburación y aumentar los índices de recuperación de los elementos de aleación. Gracias a su estabilidad térmica e inercia química, los componentes de carburo de silicio para equipos de procesamiento de obleas semiconductoras garantizan un rendimiento fiable incluso en entornos de altas temperaturas.

Conductividad

Los polvos de carburo de silicio ofrecen la combinación ideal de dureza y conductividad cuando se utilizan como abrasivo o en componentes cerámicos resistentes a la abrasión, además de unirse mediante sinterización para crear productos cerámicos industriales de alto rendimiento.

La cerámica de carburo de silicio se ha convertido en uno de los materiales cerámicos más solicitados en la actualidad debido a sus notables propiedades, que van desde la durabilidad extrema y la resistencia a la corrosión hasta la estabilidad térmica y la tolerancia al calor, cualidades que lo han propulsado como una de las principales opciones tanto para las pastillas de freno de los automóviles de consumo como para las placas de los chalecos antibalas. El carburo de silicio proporciona fuerza y resistencia térmica.