Pós de carboneto de silício que revolucionam os processos de fabrico a alta temperatura

Os abrasivos de carboneto de silício (SiC) estão disponíveis em vários tamanhos de grão e são frequentemente encontrados em abrasivos de ligação e revestidos. Embora o SiC possa ser encontrado naturalmente nas jóias de moissanite, a maior parte do fabrico de SiC utiliza o processo Acheson ou a tecnologia de deposição de vapor químico para a produção.

A refractariedade, a elevada condutividade térmica e a resistência à corrosão fazem dele o material perfeito para revestimentos de fornos, cadinhos e outros componentes siderúrgicos.

Métodos de síntese melhorados

O carboneto de silício é amplamente reconhecido pela sua dureza superior (perdendo apenas para o diamante e o nitreto de boro cúbico), elevada força, estabilidade química e resistência à temperatura - qualidades que o tornam o material de eleição para aplicações de fabrico de cerâmica e refractários. Além disso, o carboneto de silício tem também uma aplicação generalizada em dispositivos electrónicos de elevado desempenho - especificamente semicondutores de potência, transístores de efeito de campo de semicondutores de óxido metálico (MOSFET) e transístores bipolares de porta isolada (IGBT).

Os fabricantes produzem carboneto de silício aquecendo uma mistura de areia de sílica e coque a temperaturas extremamente elevadas até que a sua reação química, conhecida como síntese de SiC, produza formas cristalizadas conhecidas como SiC verde ou preto, dependendo do seu nível de pureza. Uma vez produzido, o SiC pode então ser refinado em tamanhos de partículas adaptados a aplicações específicas através de vários métodos de síntese, como o esquema Acheson, a redução térmica de carbono e a decomposição térmica de polímeros líquidos - cada um deles utilizando processos de aquecimento intensivos em energia que devem atingir temperaturas de reação para formar cristais de SiC cristalizados antes da lavagem e secagem com ácido, antes de a produção poder ser concluída e produzir a sua forma final.

Automatização

A produção de carboneto de silício começa com a mistura de coque em pó e quartzo, seguida da aplicação de eletricidade através de um núcleo de grafite para o aquecer até surgir o carboneto de silício (SiC) refinado - este processo é conhecido como processo Acheson.

Após a preparação das matérias-primas, podem ser utilizadas várias técnicas para transformar o pó em saguões. Uma vez formados, estes saguões são submetidos a etapas de pós-processamento, tais como maquinagem mecânica e revestimento de superfícies, que asseguram a sua durabilidade e resistência à corrosão química a temperaturas mais elevadas.

O pó de carboneto de silício preto é um material cada vez mais popular para o fabrico de produtos abrasivos, como mós e ferramentas de corte, graças à sua dureza excecional e condutividade térmica superior. Além disso, este material pode ser encontrado em processos de produção da indústria eletrónica para semicondutores e díodos, bem como a sua resistência a altas temperaturas, o que o torna adequado para o fabrico de materiais refractários utilizados em fornos, cadinhos nas indústrias da construção e da metalurgia.

Processamento a temperaturas mais elevadas

O pó de carboneto de silício oferece excelentes propriedades mecânicas que o tornam adequado para aplicações a alta temperatura. A sua dureza e resistência ao desgaste tornam-no altamente resistente ao desgaste, enquanto a sua estabilidade térmica, resistência química e condutividade eléctrica também o tornam muito procurado.

A produção deste material envolve o aquecimento de uma mistura de sílica e coque a temperaturas muito elevadas num forno especial, o que faz com que as suas reacções formem grandes cristais de carboneto de silício.

Uma vez formado, o carboneto de silício deve ser lavado para remover as impurezas antes de ser seco através de várias técnicas, como a secagem por ar quente, por vácuo ou por micro-ondas.

Após a secagem, o carboneto de silício é triturado, selecionado, moído mais uma vez e processado para aplicações específicas. O resultado final é um lingote que pode então ser moldado de acordo com as especificações individuais - os fabricantes utilizam este lingote para criar bicos de queimadores, por exemplo - um componente integral para proporcionar a máxima eficiência de atomização do combustível.

Sustentabilidade

O pó de carboneto de silício destaca-se em ambientes de fabrico exigentes pelas suas propriedades impressionantes, como a incrível dureza, a excelente condutividade térmica e a resistência à corrosão. Como tal, este material tem sido utilizado há muito tempo na produção de abrasivos e eletrónica, incluindo o corte e polimento de metais ou azulejos de cerâmica.

Devido à sua notável dureza e nitidez, o diamante é normalmente utilizado na indústria de abrasivos para o fabrico de mós e discos de corte. Os fabricantes de eletrónica também confiam muito nele devido às suas excelentes propriedades de condutividade térmica, bem como à sua resistência ao desgaste.

A produção de carboneto de silício pode ser efectuada de uma forma ambientalmente responsável, utilizando fontes de energia renováveis e sistemas de recuperação de resíduos para minimizar as emissões de gases com efeito de estufa. Ao empregar estas práticas, os fabricantes podem diminuir a utilização de energia e, ao mesmo tempo, reduzir os custos operacionais - algo especialmente relevante no atual clima de aumento dos custos energéticos.