Carburo de silicio negro

El carburo de silicio negro (también denominado carborundo) es un compuesto cristalino sintético extremadamente duro de silicio y carbono, utilizado como material importante en lijas, muelas y herramientas de corte, así como para revestimientos refractarios y elementos de calentamiento eléctrico en hornos industriales.

El carburo de silicio negro también se utiliza ampliamente como abrasivo y medio de chorreado en componentes aeroespaciales, suelos antideslizantes y aplicaciones de acabado de superficies de precisión, así como en la sinterización por reacción de cerámicas de carburo de silicio.

Dureza

El carburo de silicio, más comúnmente conocido como carburo de silicio negro o a-SiC, es un compuesto químico duro y duradero formado por átomos de carbono y silicio. Se encuentra de forma natural en la piedra preciosa moissanita y su producción en masa comenzó en 1893 para su uso como abrasivo y otros fines industriales. Es un material versátil que ofrece fuerza y resistencia en entornos extremos.

El A-SiC es conocido por su impresionante dureza, que le permite soportar el desgaste en entornos difíciles sin agrietarse ni romperse bajo tensión. Además, su resistencia al choque térmico garantiza su integridad incluso en aplicaciones a altas temperaturas y sus propiedades mecánicas superiores, como su tenacidad a la fractura de 6,8 MPa m0,5 y su módulo de Young de 440 GPa, le permiten soportar tensiones importantes sin agrietarse ni romperse.

La excepcional dureza del polvo de carburo de silicio negro permite su uso como abrasivo para esmerilar y cortar materiales duros y blandos, como vidrio, cerámica, piedra, materiales refractarios y hierro fundido. A menudo se añade como ingrediente a abrasivos industriales como muelas abrasivas y discos de corte; además, se utiliza en las industrias aeroespacial y del automóvil para bruñir, lapear y pulir componentes para conseguir dimensiones precisas con superficies lisas.

El A-SiC también puede ser útil en aplicaciones metalúrgicas, ya que sirve tanto como desoxidante en la fabricación de acero como para producir tetracloruro de silicio, una parte integral de la producción de silicio de alta pureza. Además, el A-SiC desempeña un papel esencial en la fabricación de productos refractarios como muebles y ladrillos para hornos, así como elementos de calefacción eléctrica y sistemas de frenado de alto rendimiento para automóviles, ¡incluso crea formas especiales como crisoles para fundiciones de hierro! En aplicaciones de mecanizado que requieren una gran dureza y durabilidad, el carburo de silicio negro resulta muy útil;

Friabilidad

El carburo de silicio negro (BSC) es un material abrasivo duro y anguloso que se encuentra habitualmente en ruedas abrasivas, depósitos de lodos, refractarios e industrias cerámicas. La particularidad del BSC es que puede reciclarse repetidamente mediante granallado o esmerilado, ya que su composición se descompone gradualmente para revelar nuevos bordes afilados con cada uso, creando una "mezcla de trabajo" de diversos tamaños de partículas para aplicaciones de limpieza/pulido de superficies. Más duro que el óxido de aluminio pero más friable que la alúmina fundida marrón (AO).

El carburo de silicio verde es mucho más resistente que su homólogo verde, por lo que resulta adecuado para su uso con materiales con menor resistencia a la tracción, como el vidrio, la piedra, la cerámica refractaria y los metales no férreos. Además, puede tolerar temperaturas de hasta 1900 C sin sufrir daños.

Los discos abrasivos de carburo de silicio negro pueden cortar fácilmente vidrio, plástico y materiales de fibra de densidad media; sin embargo, su resistencia no es comparable a la de los productos a base de óxido de aluminio y no soportan tanta presión. Por ello, estas muelas se utilizan a menudo para cortar superficies ásperas y gruesas antes de pulirlas con productos de grano más fino, como papel de lija o productos a base de alúmina, para trabajos de acabado.

La conductividad térmica del carburo de silicio negro lo convierte en un material ideal para su uso en aplicaciones refractarias. Su bajo índice de expansión térmica y su resistencia a la corrosión lo hacen idóneo para revestir paredes de hornos o estufas, además de ser perfecto para aplicaciones cerámicas que deban soportar altas temperaturas.

La excepcional estabilidad térmica del carburo de silicio negro lo convierte en un material idóneo para fabricar paneles solares. Su bajo índice de expansión térmica ayuda a disipar eficazmente el calor de los paneles, y su amplio rango de tolerancia a la temperatura hace que este material sea perfecto para fabricar células solares.

Los granos de carburo de silicio negro se crean mediante un proceso a alta temperatura que utiliza arena de sílice y coque de petróleo como fuentes de carbono, lo que da lugar a un producto de mayor pureza que el carburo de silicio verde. GNPGraystar ofrece granos macro y micro de este material para su uso en aplicaciones que incluyen materiales refractarios, cerámica de precisión, aplicaciones de granallado, aplicaciones de lapeado, unión/recubrimiento de abrasivos, así como aplicaciones de suelos de seguridad.

Resistencia a la corrosión

La resistencia a la corrosión del carburo de silicio es una característica crucial para numerosas aplicaciones industriales. La corrosión degrada los materiales con el paso del tiempo creando defectos superficiales y aumentando su población; esta reducción de la resistencia disminuye la resistencia frente a esfuerzos mecánicos y aumenta la probabilidad de que se formen grietas cuando se someten a cargas de tracción.

El carburo de silicio negro tiene una excelente propiedad de resistencia a la corrosión, lo que lo convierte en una opción de material superior en entornos químicos adversos, como los intercambiadores de calor. Al ser insoluble en agua, alcohol y la mayoría de los ácidos, es un material excelente para soportar cualquier condición adversa o producto químico que se cruce en su camino.

El carburo de silicio negro destaca como material ideal por su resistencia a la corrosión y su tolerancia a la temperatura, lo que lo hace idóneo para aplicaciones a altas temperaturas, como materiales refractarios en fundiciones de metales para fabricar muebles de horno, ladrillos, resistencias eléctricas y formas especiales. Además, su baja dilatación térmica y su alta densidad hacen que estos materiales refractarios conserven sus formas incluso a temperaturas extremadamente altas.

El carburo de silicio negro destaca entre sus homólogos tanto por su resistencia superior a la temperatura como por sus extraordinarias características de abrasión y desgaste, debido a su estructura cristalina hexagonal que le confiere propiedades de alta dureza y módulo de elasticidad rígido. Estas características hacen que el carburo de silicio negro sea ideal para la protección balística, ya que sus propiedades le permiten detener la penetración de proyectiles con un peso inferior al de materiales de blindaje comparables, lo que permite aumentar el rendimiento y la autonomía de los vehículos.

El carburo de silicio negro puede producirse mediante diversas técnicas, como el granallado a presión, el lapeado y la aplicación de abrasivos aglomerados y recubiertos. Una vez producido, puede molerse en partículas de diversos tamaños, desde macrogranos hasta microgranos y polvos, dependiendo de su uso en la aplicación. En el carburo de silicio negro de GNPGraystar producimos productos de primera calidad adecuados para aplicaciones que incluyen abrasivos, así como refractarios y cerámica de precisión debido a su excepcional dureza, bordes de corte afilados y propiedades superiores de resistencia a la corrosión.

Conductividad térmica

El carburo de silicio es uno de los materiales más duros de la Tierra, sólo superado en dureza por el diamante y el carburo de boro. Debido a su combinación de dureza e integridad estructural, el carburo de silicio ha demostrado ser un material excepcionalmente duradero que resiste el desgaste a la vez que soporta condiciones ambientales extremas: un material ideal para revestimientos, herramientas de corte y abrasivos, así como su alta conductividad térmica, que hace que el carburo de silicio negro sea adecuado para diversas aplicaciones refractarias y cerámicas.

Los entornos químicos y las fluctuaciones de temperatura no suponen un gran problema para este material, mientras que su bajo coeficiente de expansión térmica permite utilizarlo en aplicaciones en las que la fluctuación de la temperatura puede ser un problema. Además, su resistencia a la corrosión es notable, al tiempo que ofrece una buena resistencia a temperaturas elevadas.

El carburo de silicio negro es un mineral artificial creado a partir del calentamiento de arena de sílice y coque a altas temperaturas en un horno de resistencia eléctrica, y luego molido en varios tamaños de grano para su uso en abrasivos aglomerados/revestidos, procesos de tratamiento de superficies y aplicaciones de esmerilado. El carburo de silicio negro también puede añadirse como aditivo para su uso en aplicaciones metalúrgicas como la fabricación de muebles de horno y ladrillos, así como para crear materiales refractarios especiales.

GNPGraystar suministra granos y polvos de carburo de silicio negro, tanto macrogranos como microgranos, para satisfacer las demandas de diversas aplicaciones críticas, como granallado a presión, lapeado, abrasivos aglomerados y revestidos, así como materiales refractarios y cerámicas de precisión. En particular, su carburo de silicio negro de grado metalúrgico puede utilizarse para la fabricación de acero y materiales refractarios debido a su resistencia al calor, pequeño tamaño, peso ligero, alta resistencia y ahorro de energía.

Los abrasivos de carburo de silicio negro (SiC) se utilizan ampliamente para aplicaciones abrasivas generales en herramientas abrasivas aglomeradas, rectificado de metales no férreos y acabado de materiales duros y tenaces. El SiC tiene menor dureza y capacidad abrasiva que el diamante o el carburo de boro, pero constituye un sustituto eficaz cuando el coste de procesamiento es importante. Además de utilizar el SiC como abrasivo y desoxidante en los procesos de fabricación de acero, también se utilizan para crear materiales refractarios avanzados que presentan una resistencia térmica superior, un tamaño reducido, un peso ligero y un gran potencial de ahorro energético.