Pós de carbeto de silício revolucionando os processos de fabricação de alta temperatura

Os abrasivos de carbeto de silício (SiC) são fornecidos em vários tamanhos de grão e são frequentemente encontrados em abrasivos de liga e revestidos. Embora o SiC possa ser encontrado naturalmente nas joias de moissanita, a maior parte da fabricação de SiC utiliza o processo Acheson ou a tecnologia de deposição de vapor químico para a produção.

A refratariedade, a alta condutividade térmica e a resistência à corrosão fazem dele o material perfeito para revestimentos de fornos, cadinhos e outros componentes de fabricação de aço.

Métodos de síntese aprimorados

O carbeto de silício é amplamente reconhecido por sua dureza superior (perdendo apenas para o diamante e o nitreto cúbico de boro), alta resistência, estabilidade química e resistência à temperatura - qualidades que o tornam o material de referência para aplicações de fabricação de cerâmica e refratários. Além disso, o carbeto de silício também é amplamente utilizado em dispositivos eletrônicos de alto desempenho, especificamente em semicondutores de potência, transistores de efeito de campo de semicondutores de óxido metálico (MOSFETs) e transistores bipolares de porta isolada (IGBTs).

Os fabricantes produzem carbeto de silício aquecendo uma mistura de areia de sílica e coque a temperaturas extremamente altas até que a reação química, conhecida como síntese de SiC, produza formas cristalizadas conhecidas como SiC verde ou preto, dependendo do nível de pureza. Uma vez produzido, o SiC pode ser refinado ainda mais em tamanhos de partículas adaptados a aplicações específicas por meio de vários métodos de síntese, como o esquema Acheson, a redução térmica de carbono e a decomposição térmica de polímeros líquidos - cada um deles usando processos de aquecimento que consomem muita energia e que precisam atingir temperaturas de reação para formar cristais de SiC cristalizados antes que a lavagem com ácido e a secagem sejam necessárias para que a produção possa ser concluída e, então, produzir sua forma final.

Automação

A produção de carbeto de silício começa com a mistura de coque em pó e quartzo, seguida da aplicação de eletricidade por meio de um núcleo de grafite para aquecê-lo até que surja o carbeto de silício (SiC) refinado - esse processo é conhecido como processo Acheson.

Uma vez que as matérias-primas tenham sido preparadas, várias técnicas podem ser usadas para transformar o pó em saguis. Uma vez formados, esses saguis passam por etapas de pós-processamento, como usinagem mecânica e revestimento de superfície, que garantem sua durabilidade e resistência à corrosão química em temperaturas mais altas.

O pó de carbeto de silício preto é um material cada vez mais popular para a fabricação de produtos abrasivos, como rebolos e ferramentas de corte, graças à sua dureza excepcional e condutividade térmica superior. Além disso, esse material pode ser encontrado em processos de produção da indústria eletrônica para semicondutores e diodos, e sua resistência a altas temperaturas o torna adequado para a fabricação de materiais refratários usados em fornos, estufas e cadinhos nas indústrias de construção ou metalurgia.

Processamento em temperaturas mais altas

O pó de carbeto de silício oferece excelentes propriedades mecânicas que o tornam adequado para aplicações em alta temperatura. Sua dureza e resistência ao desgaste o tornam altamente resistente ao desgaste, enquanto sua estabilidade térmica, resistência química e condutividade elétrica também o tornam muito procurado.

A produção desse material envolve o aquecimento de uma mistura de sílica e coque a temperaturas muito altas em um forno especial, o que faz com que suas reações formem grandes cristais de carbeto de silício.

Após a formação do carbeto de silício, ele deve ser lavado para remover as impurezas antes de ser seco por meio de várias técnicas, como secagem com ar quente, a vácuo ou por micro-ondas.

Após a secagem, o carbeto de silício é triturado, classificado, moído mais uma vez e processado para aplicações específicas. O resultado final é um lingote que pode ser moldado para atender a especificações individuais - os fabricantes usam esse lingote para criar bicos de queimadores, por exemplo - um componente integral para proporcionar a máxima eficiência de atomização do combustível.

Sustentabilidade

O pó de carbeto de silício se destaca em ambientes de fabricação desafiadores com suas propriedades impressionantes, como dureza incrível, excelente condutividade térmica e resistência à corrosão. Por isso, esse material tem sido utilizado há muito tempo na produção de abrasivos e produtos eletrônicos, inclusive no corte e polimento de metais ou ladrilhos de cerâmica.

Devido à sua notável tenacidade e nitidez, o diamante é comumente usado no setor de abrasivos para a fabricação de rebolos e discos de corte. Os fabricantes de produtos eletrônicos também confiam muito nele devido às suas excelentes propriedades de condutividade térmica, bem como à resistência ao desgaste.

A produção de carbeto de silício pode ser feita de maneira ambientalmente responsável, usando fontes de energia renováveis e sistemas de recuperação de resíduos para minimizar as emissões de gases de efeito estufa. Ao empregar essas práticas, os fabricantes podem diminuir o uso de energia e, ao mesmo tempo, reduzir os custos operacionais - algo especialmente relevante no clima atual de aumento dos custos de energia.