Esponja de carburo de silicio

El carburo de silicio (comúnmente conocido como carborundo) es un compuesto químico inorgánico formado por carbono y silicio. El carburo de silicio, que se encuentra en la naturaleza como la piedra preciosa moissanita, se produce desde 1893 como abrasivo.

La filtración cerámica de espuma puede eliminar eficazmente las inclusiones no metálicas de la aleación y purificar la solución metálica utilizada en las industrias de fundición, con características que incluyen alta permeabilidad, baja presión y gran área de intercambio de calor.

Es ecológico

Las esponjas de carburo de silicio están fabricadas con materiales de alta calidad que pueden reciclarse y reutilizarse, lo que las convierte en una opción más respetuosa con el medio ambiente que los papeles de lija tradicionales. Los papeles de lija suelen acabar en vertederos, lo que daña aún más el medio ambiente y contribuye a la contaminación; en cambio, el papel de lija de carburo de silicio puede reciclarse y utilizarse como materia prima en otros productos, lo que reduce la demanda de recursos vírgenes y contribuye a la sostenibilidad al crear un sistema de producción de circuito cerrado que minimiza los residuos y aumenta la sostenibilidad.

Los papeles abrasivos duraderos ofrecen una vida útil prolongada, lo que elimina los costes de sustitución frecuente y la generación de residuos. Además, su rendimiento superior cubre una amplia gama de tamaños de grano y entornos de aplicación, sin dejar de ser no tóxico para su uso en aplicaciones electrónicas o aeroespaciales sensibles.

Estas máquinas pueden utilizarse para diversas tareas de limpieza, como pulido, lapeado, rectificado y acoplamiento de precisión. Son eficaces para eliminar rebabas, defectos superficiales, acumulación de carbono y corrosión en superficies metálicas, al tiempo que dejan una película protectora que ayuda a prevenir la oxidación. Además, estos limpiadores son un activo inestimable cuando se trata de mantener turbinas de gas, quemadores de aceite, equipos de centrales eléctricas, piezas de automoción o equipos de proceso de semiconductores.

Las esponjas de carburo de silicio ofrecen numerosas ventajas sobre sus competidores en lo que se refiere a resistencia a la corrosión y la oxidación, incluidas temperaturas que alcanzan los 2700degC, lo que las hace adecuadas para el procesamiento de metales fundidos, así como para hornos industriales químicos de alta temperatura. Además, la cerámica de carburo de silicio funciona de forma fiable en entornos ácidos, alcalinos y oxidantes.

Las esponjas de carburo de silicio no sólo ofrecen ventajas medioambientales, sino que también mejoran el rendimiento de los generadores de vapor, quemadores radiantes y quemadores adiabáticos de alta presión. Su material espumado refuerza los procesos de combustión y refrigeración para un aprovechamiento más eficaz del combustible y una mejor transferencia de calor.

Se utilizaron métodos de producción de espuma bioinspirados para la creación de espumas de carburo de silicio (SiC) superhidrofóbicas. La espuma de melamina comercial sirvió de plantilla, mientras que el policarbosilano líquido hiperramificado (VHPCS) que contiene vinilo sirvió de aglutinante. Los análisis de infrarrojos por transformada de Fourier y de difracción de rayos X revelaron su estructura. Las muestras de SiC producidas presentaban una excelente resistencia química, baja densidad, alta resistencia mecánica y una extraordinaria estabilidad cíclica con excelentes características de conductividad eléctrica.

No es poroso

Una esponja es un material de aspecto natural con una superficie irregular diseñado para absorber líquidos y polvos, además de ser adecuado para el filtrado, el aislamiento acústico y térmico, entre otros. Además, su versatilidad se extiende a aplicaciones que incluyen el filtrado, el aislamiento acústico y térmico, así como el filtrado. Además, su procesamiento es muy sencillo, ya que posee una buena resistencia al moldeo, así como una gran resistencia a la corrosión química, a la temperatura y a la tensión (se utilizó en algunos de los primeros circuitos de radio construidos antes de 1907).

El carburo de silicio (SiC) es una cerámica extremadamente dura, abrasiva y porosa con un alto punto de fusión y una excelente resistencia a las soluciones ácidas y alcalinas. Además, al no ser tóxico, es muy aislante y posee excelentes propiedades eléctricas y conductividad térmica, lo que convierte al carburo de silicio en un material de sustitución ideal en muchos entornos industriales, ya que es duradero y fácil de manipular.

El tamaño de los poros y la porosidad de las esponjas de sílice dependen de las condiciones de procesamiento, siendo las técnicas de réplica el medio más popular para crear estructuras celulares. Uno de estos métodos utiliza una esponja polimérica como plantilla para las células cerámicas; de este modo se crean cerámicas macroporosas con porosidades de 90% o superiores; algunos ejemplos son los filtros de SiC diseñados para filtrar metales fundidos, así como las esponjas compuestas de nanotubos de carbono@SiC.

Estos materiales se crean impregnando espuma de polímero con lechada de SiC o recubriéndola con polvo de SiC CVD, creando cerámicas de SiC reticuladas con microestructuras de celdas abiertas caracterizadas por poros triangulares en el interior de cada puntal y una microarquitectura celular abierta general. El tamaño de los poros y la porosidad de estos materiales vienen determinados por factores como el grosor y la densidad de la aplicación de la lechada; la temperatura de precalentamiento; el tamaño inicial de las partículas del polvo de SiC utilizado; así como el tiempo de precalentamiento previo al recubrimiento con polvo de SiC CVD de las espumas o al recubrimiento con polvo de SiC CVD de las espumas poliméricas.

Las espumas de carburo de silicio se han convertido rápidamente en la opción preferida como portadoras de catalizadores de nueva generación, gracias a su superior porosidad, conductividad térmica, resistencia mecánica, resistencia a la oxidación y resistencia a la corrosión. Su estructura en red aumenta el área de contacto de las partículas para aumentar la actividad catalítica, lo que hace que estas espumas sean adecuadas para la filtración de agua, así como para filtros de gas, quemadores porosos, filtros de partículas diésel con estructuras de panal y membranas de separación de mandriles de vacío, además de proporcionar aplicaciones de aislamiento térmico y acústico.

Es absorbente

El carburo de silicio (carborundo) es un material duro y muy duradero que se utiliza en diversas aplicaciones. Gracias a su elevado punto de fusión y a su resistencia a la corrosión y a los ataques químicos, el carburo de silicio es ideal para su uso a distintas temperaturas, así como para aplicaciones resistentes a la abrasión, como esponjas de lijado y esponjas de limpieza. Además, gracias a su excelente conductividad térmica y su gran superficie, también actúa como un eficaz disipador de calor.

El carburo de silicio puede producirse en varias formas, como policristalino (a-SiC) y monocristalino (b-SiC). El SiC policristalino tiene una gran resistencia mecánica, pero menos rigidez que su homólogo monocristalino; el b-SiC monocristalino es más duro que el a-SiC, con una estructura cristalina hexagonal que le permite soportar condiciones de temperatura más elevadas.

El b-SiC ofrece propiedades mecánicas superiores, así como características eléctricas y magnéticas. Puede doparse con dopantes de nitrógeno o fósforo, o de aluminio o berilio, para producir materiales dopados con características dopantes específicas; las opciones de dopaje van desde el dopaje con nitrógeno o fósforo de tipo n, el dopaje con aluminio o berilio, o ambos a la vez, para lograr la máxima flexibilidad y aplicación en diversos entornos. Se trata de un semiconductor que puede utilizarse para fabricar transistores y diodos, y que puede presentarse en varios tamaños, lo que lo hace apto para múltiples aplicaciones.

El carburo de silicio espumado ha demostrado ser un eficaz absorbente de microondas debido a su combinación única de alta porosidad, baja presión y estructura especial de red espacial. Así lo demuestran las pruebas realizadas con el compuesto poroso 3D CNTS@SiC, con una eficacia de absorción total superior a 70 dB en frecuencias de 8-12 GHz.

Las esponjas de CNTS@SiC se fabricaron impregnando espumas de poliuretano disponibles en el mercado (Dayetengfei Sponge Tech de Changzhou, China) con una lechada de resina compuesta por un 40 por ciento en peso de resina fenólica y un 40 por ciento en peso de polvo de SiC en una proporción de 1:1. A continuación se examinaron mediante imágenes de electrones retrodispersados (BEI) y microscopía de fuerza atómica portátil electroforética (EPMA). A continuación, se examinaron mediante imágenes de electrones retrodispersados (BEI) y microscopía de fuerza atómica portátil electroforética (EPMA), y las densidades inicial y final mostraron valores superiores en comparación con las muestras de CNTS puro, mientras que su distribución de tamaño de poro también fue objeto de análisis observacional.

Es fácil de limpiar

El carburo de silicio es una de las sustancias más duras de la Tierra y un excelente material semiconductor capaz de resistir la oxidación a altas temperaturas. El carburo de silicio tiene muchos usos industriales, como abrasivo y material cerámico.

En un extremo del espectro se encuentra su uso en la fabricación de muelas y herramientas de corte; en el otro, su papel como ingrediente esencial de materiales cerámicos como la cerámica de circonio, materiales con bajos índices de expansión térmica que presentan una resistencia superior al desgaste; se utilizan mucho en hornos de cocción, losas, crisoles y sistemas de revestimiento de celdas electrolíticas de aluminio.

El carburo de silicio tiene muchos usos industriales, uno de ellos como abrasivo. El papel de lija fabricado con abrasivos de carburo de silicio se considera uno de los más duros que existen, con un tamaño de partícula extremadamente afilado y estrecho para cortar metal, mármol, piedra, corcho y tableros de fibra de densidad media sin aplicar una presión excesiva. Cuando se utiliza en madera, debe alternarse entre granos de carburo de silicio y de óxido de aluminio para evitar un desgaste demasiado rápido de sus abrasivos y obtener resultados óptimos y un acabado duradero.

Los propietarios pueden beneficiarse del uso de una esponja de carburo de silicio en sus hogares. A diferencia de su homólogo de celulosa, este estropajo no se vuelve poroso con el tiempo ni alberga colonias de bacterias, lo que resulta perfecto para mantener las superficies de la cocina limpias durante más tiempo. Además, gracias a su fácil limpieza con agua caliente o lavavajillas, se tiran menos esponjas desechables.

El carborundo es una aleación de silicio y carbono que se encuentra en la naturaleza en forma de moissanita. Aunque ocasionalmente se pueden encontrar trazas de este mineral en meteoritos, yacimientos de corindón o kimberlita, la mayor parte del carborundo que se vende en el mundo se produce sintéticamente.

El material abrasivo de carburo de silicio es muy duradero y adecuado para numerosos usos más allá de sus cualidades abrasivas, como el lapeado de superficies o el acoplamiento de precisión de piezas metálicas. Además, este tipo de abrasivo puede producir superficies antioxidantes, por lo que es ideal para aplicaciones de automoción como la preparación de asientos de válvulas y el mantenimiento de reparación de componentes de transmisión de motores. Además, este tipo de abrasivo también puede utilizarse para pulido, abrillantado y acabado.