Elementos calefactores de carburo de silicio GLOBAR

El carburo de silicio (SiC) es un material ideal para hornos eléctricos de alta temperatura, ya que ofrece una mayor fiabilidad con cargas de vatios más elevadas que los elementos metálicos. Los elementos GLOBAR SiC se fabrican a partir de carburo de silicio alfa recristalizado para ofrecer un rendimiento superior en este sentido.

Existen varios elementos calefactores de SiC diseñados para satisfacer diversos requisitos industriales. Desde proporcionar una distribución uniforme del calor en grandes hornos de caja hasta mantener controles de temperatura precisos para instalaciones de fabricación de alta tecnología, la elección del elemento adecuado puede marcar la diferencia.

Excelente conductividad térmica

El carburo de silicio (SiC), un material cerámico refractario compuesto de silicio y carbono, tiene una superficie extremadamente dura (9 en la escala de Mohs) y una excelente resistencia a la corrosión, la oxidación, el choque térmico, el desgaste y el desgarro. Además, el SiC es un excelente aislante eléctrico; dopado con aluminio, boro, galio o nitrógeno, puede incluso convertirse en semiconductor de tipo P o N para la fabricación de dispositivos.

Seleccionada por su excelente estabilidad química y resistencia a altas temperaturas, la cerámica es una opción cada vez más popular para revestimientos de hornos. Se utiliza en instrumentación, metalurgia, química ligera, cerámica, pruebas analíticas e investigación científica, además de ser muy adecuada para aplicaciones de alta temperatura por su baja densidad, índice de expansión térmica y excepcionales propiedades de resistencia a la abrasión. Además, la gran estabilidad de la cerámica en entornos ricos en oxígeno la hace adecuada para su uso en reactores nucleares.

Los elementos calefactores de carburo de silicio ofrecen una conductividad térmica y una resistencia a la abrasión superiores a las de otros materiales cerámicos, como la porcelana y el esmalte de porcelana. Su rango de temperatura nominal es de hasta 1600degC con una mínima pérdida de resistencia debido a la abrasión, el impacto o la corrosión; de hecho, su rendimiento en estas áreas hace que el carburo de silicio sea ideal para diseños de equipos industriales como trituradoras, molinos, hornos hornos refractarios ladrillos.

El carburo de silicio presenta unas propiedades térmicas impresionantes, así como capacidades de aislamiento eléctrico, lo que lo hace adecuado para muchos dispositivos electrónicos, como termistores y varistores, con elementos calefactores de carburo de silicio que sirven de interfaces térmicas ideales entre las resistencias y sus entornos.

La estructura cristalina del carburo de silicio está compactada y enlazada covalentemente, lo que da lugar a su elevado punto de fusión. Los tetraedros de coordinación primaria compuestos por cuatro átomos de silicio y cuatro de carbono se enlazan a través de sus esquinas formando estructuras de tipo poli que ofrecen una mayor resistencia a la oxidación y a los ácidos alcalinos.

Existen varios tipos de calentadores de carburo de silicio, cada uno adaptado específicamente a una aplicación distinta. Por ejemplo, los calentadores de tipo SC son excelentes opciones para entornos que implican operaciones a alta temperatura con exposición continua; los tipos H y W ofrecen una excelente precisión de control de la temperatura, esencial en la fabricación de semiconductores.

Alta resistencia a la oxidación

El carburo de silicio es un material extremadamente duro con una dureza Mohs de 9. Presenta una excelente conductividad térmica y propiedades de resistencia a altas temperaturas que lo hacen adecuado para elementos calefactores de hornos. Además, el carburo de silicio resiste las reacciones químicas de los materiales calentados con él, por lo que puede utilizarse en una amplia gama de aplicaciones sin que se produzcan reacciones adversas entre los materiales calentados.

La oxidación del carburo de silicio se produce a temperatura ambiente lentamente, pero aumenta rápidamente una vez calentado a 800degC. En este punto, sin embargo, una película protectora de SiO cubre su superficie para ralentizar las tasas de oxidación hasta que se daña - momento en el que su tasa se acelera significativamente. Sin embargo, una vez que se alcanzan temperaturas superiores a 1500 ºC, esta capa protectora se ve comprometida y se acelera aún más, lo que acelera aún más los índices de oxidación.

Para evitar que los elementos de carburo de silicio se oxiden, es crucial que las temperaturas del horno se mantengan en niveles óptimos. Además, es crucial controlar el vataje que se les aplica: si sus niveles caen demasiado por debajo de lo esperado, podría ser el momento de sustituir el elemento por completo.

Si está buscando una solución de elemento calefactor económica, los elementos calefactores de carburo de silicio tipo D pueden ser perfectos. Fabricadas con material de carburo de silicio de alta densidad y pureza, son muy resistentes a las altas temperaturas y los entornos exigentes, y están recubiertas con diversos revestimientos que evitan la oxidación y mejoran el rendimiento.

Los elementos calefactores de carburo de silicio de tipo E son cada vez más populares. Al ofrecer menor resistencia que sus homólogos de tipo D, los elementos calefactores de tipo E se utilizan mejor en aplicaciones de temperatura media a alta, como hornos industriales. Además, su resistencia a la corrosión los hace aún más atractivos.

Estos elementos se crean mediante un proceso exclusivo que combina la tecnología de recristalización e infiltración para producir componentes de alta calidad. Este método crea granos finos que actúan como conexiones entre granos más grandes, ayudando a reducir la resistencia del elemento. Además, después de soldarlo a altas temperaturas para reforzarlo aún más, una aplicación a esta temperatura también refuerza la resistencia, lo que hace que este producto sea extremadamente duradero y, al mismo tiempo, tenga bajos índices de dilatación térmica que no se deforman bajo presión o vibración.

Excelente estabilidad química

El carburo de silicio (SiC) es un material cerámico fuerte y resistente, capaz de soportar temperaturas y tensiones extremas, que sirve como componente electrónico y proporciona estabilidad química, cualidades que hacen del SiC un complemento inestimable para muchos dispositivos que requieren durabilidad y fiabilidad. Además, el SiC presenta una excelente estabilidad química que lo hace resistente a muchos productos químicos y a la corrosión.

La estabilidad química del carburo de silicio lo ha convertido en el material elegido para numerosas aplicaciones refractarias, desde baldosas cerámicas en frenos de automóviles y chalecos antibalas hasta condensadores en los que su durabilidad le permite soportar choques de alto voltaje. El carburo de silicio también constituye la materia prima para fabricar componentes de base cerámica para las industrias aeroespacial, automovilística y electrónica.

El SiC es un compuesto inorgánico de silicio y carbono con la fórmula química SiC, sintetizado por primera vez en 1893 para su uso como abrasivo. Para fabricarlo se suele emplear la sinterización, que consiste en calentarlo a altas temperaturas hasta que sus granos se unen en una masa de material sólido. El SiC también puede transformarse en cerámicas duras y resistentes al desgaste para su uso en aplicaciones metalúrgicas o chalecos antibalas.

Las propiedades eléctricas de los elementos de SiC vienen determinadas por su bandgap, o energía de electrones necesaria para que pasen de la banda de valencia a las bandas de conducción, lo que determina si se trata de un material conductor o aislante. El SiC tiene un bandgap intermedio entre el de los aislantes y el de los conductores, por lo que se considera un material semiconductor.

El SiC puede mejorarse como semiconductor dopándolo con impurezas como aluminio, boro, galio, nitrógeno y fósforo; estos agentes de dopaje alteran su estructura cristalina para hacer semiconductores de tipo p o de tipo n. Un dopaje adicional podría incluso permitir la superconductividad. El dopaje adicional podría incluso permitir la superconductividad.

El SiC puede verse comprometido durante la cocción de cerámica por los vapores volátiles de otros materiales presentes en el horno, como vapores alcalinos, gases halógenos o haluros metálicos. Su presencia puede corroer los orificios de soporte y, en última instancia, romperlo; para minimizar esta posibilidad, el horno debe diseñarse de forma que se reduzcan al mínimo estos vapores y se proporcione una ventilación adecuada.

Larga vida útil

El carburo de silicio (SiC) es un compuesto duro y cristalino de silicio y carbono que tiene muchos usos. Como cerámica refractaria, puede soportar temperaturas extremadamente altas, así como contaminantes gaseosos, lo que lo hace adecuado para hornos industriales y aplicaciones de pruebas de fugas de gas. Debido a esta notable resistencia, el SiC puede encontrarse incluso en diversos elementos calefactores utilizados en industrias de tratamiento térmico.

Uno de los factores clave para prolongar la vida útil de un calefactor de carburo de silicio es su correcta manipulación y cuidado. Aunque no son inmunes a los daños mecánicos causados por el trato brusco, las caídas (incluso durante el embalaje) o la flexión forzada que se produce durante el almacenamiento, el desembalaje o la instalación, los elementos de carburo de silicio son vulnerables a grietas o fracturas que reducen negativamente la vida útil y el rendimiento.

Los elementos de carburo de silicio funcionan mejor cuando se utilizan en un entorno sin vapor de agua, ya que éste puede erosionar sus superficies y debilitar su resistencia con el tiempo. Otros vapores de proceso, como los vapores alcalinos y los haluros metálicos, también pueden tener efectos perjudiciales: estas sustancias químicas pueden atacar químicamente o condensarse en sus orificios de soporte y restringir el flujo, lo que provoca fallos prematuros de los elementos de carburo de silicio.

Para minimizar sus efectos negativos, los elementos de carburo de silicio deben colocarse en un entorno que les permita respirar libremente, protegiéndolos al mismo tiempo de vibraciones y golpes, factores ambos que pueden contribuir al fallo prematuro de un elemento. También debe inspeccionarse periódicamente para detectar signos de desgaste, de modo que cualquier daño o señal pueda repararse de inmediato, lo que prolongará su vida útil al tiempo que aumentará la uniformidad general de la temperatura del horno, lo que redundará en una mayor eficacia del sistema de tratamiento térmico.