Carburo de silicio en polvo

Washington Mills suministra productos CARBOREX(r) en diversos productos químicos y tamaños para operaciones de lapeado y pulido de alta precisión, así como para su uso con abrasivos aglomerados/recubiertos o aplicaciones de chorreado a presión.

El carburo de silicio (comúnmente conocido como carborundo) es uno de los materiales más duros que existen y suele encontrarse en productos que requieren una gran durabilidad, como frenos y embragues de automóviles, chalecos antibalas y ropa resistente a las balas.

Dureza

El carburo de silicio es uno de los materiales más duros conocidos por el hombre, ocupando el segundo lugar después del diamante en la escala de dureza de Mohs, superando incluso la dureza del carburo de tungsteno. Los materiales refractarios fabricados con carburo de silicio pueden soportar temperaturas extremadamente altas mientras se utilizan para operaciones de rectificado, corte y granallado.

El carburo de silicio (SiC) es un compuesto mineral industrial de silicato cristalino formado por silicio (Si) y carbono (C). Es uno de los dos silicatos minerales industriales más frecuentes después del corindón. La producción de carburo de silicio consiste en calentar arena de sílice mezclada con carbón de coque de petróleo a altas temperaturas en un horno eléctrico de resistencia para formar estructuras cristalinas de color verde y negro; el carburo de silicio de color verde suele tener niveles más bajos de impurezas que su homólogo de color negro.

El carburo de silicio verde posee propiedades abrasivas y de corte superiores, lo que lo convierte en un material ideal para el rectificado de materiales de baja resistencia a la tracción, como el vidrio, la piedra y los metales no férreos. El carburo de silicio verde también es muy resistente a la oxidación química y mantiene su resistencia a temperaturas elevadas.

El carburo de silicio verde de Bayville se presenta en tamaños de grano FEPA estándar, así como en tamaños de partícula, densidades y productos químicos personalizados para satisfacer las necesidades específicas de cada proyecto. Además, Bayville también ofrece carburo de silicio aglomerado reactivamente, que consiste en mezclar polvo de carburo de silicio con resina o puntas vitrificadas y muelas para dar la forma deseada.

Conductividad térmica

El carburo de silicio (SiC) es un compuesto químico inorgánico formado por silicio y carbono, que se utiliza como semiconductor con alta resistencia a la tensión. El carburo de silicio se utiliza tanto como material abrasivo como aislante eléctrico debido a su mayor resistencia al desgaste, inercia química, conductividad térmica y resistencia a temperaturas elevadas.

El SiC se produce normalmente en forma de polvo o de grandes cristales mediante sinterización, mientras que las formas cerámicas producidas con este proceso se utilizan en aplicaciones que requieren una gran resistencia, como los frenos y embragues de automóviles o los chalecos antibalas, entre otros. El SiC también encuentra aplicaciones como componente electrónico, como los diodos emisores de luz, que requieren una alta tolerancia de corriente, así como tolerancias de temperatura.

La microscopía electrónica revela un material cristalino llamado Ceria. Su estructura cerrada contiene dos tetraedros de coordinación primaria de cuatro átomos de carbono y cuatro de silicio unidos entre sí. Estos enlaces de cuatro átomos de carbono y cuatro de silicio impiden su disolución insoluble en agua, alcohol y la mayoría de los ácidos orgánicos (excepto el ácido fluorhídrico y sus fluoruros). La ceria es resistente a la mayoría de los ácidos y sales inorgánicos, excepto al ácido fluorhídrico y sus fluoruros, que corroen su superficie.

El SiC puede estudiarse mediante espectrometría de masas por descarga luminosa (GD-MS), difracción de rayos X y espectroscopia de emisión óptica por plasma acoplado inductivamente/espectroscopia de dispersión de energía electrónica. La SEM-EDS permite realizar mapeos semicuantitativos no calibrados de elementos. La composición química del SiC también puede verse afectada por su entorno, por lo que es esencial comprender cómo se comporta este material a lo largo de sus procesos de síntesis y fabricación.

Conductividad eléctrica

El carburo de silicio en estado puro es un aislante eléctrico; sin embargo, al doparlo con impurezas (lo que se conoce como dopaje), se convierte en semiconductor. El dopaje le permite conducir la corriente con más eficacia que el silicio, cuya banda prohibida es casi tres veces menor. Por tanto, el SiC está mejor preparado para soportar los altos voltajes y temperaturas que se dan en las aplicaciones electrónicas, así como en los usos industriales modernos.

El dopaje se produce mediante la adición de elementos que aceptan o donan portadores de carga dentro de una estructura cristalina. Los elementos aceptores, como los iones de nitrógeno y fósforo, dan como resultado un material de carburo de silicio dopado de tipo n, mientras que la adición de iones aceptores, como el boro o el aluminio, crea un material dopado de tipo p. Tanto los carburos de silicio de tipo n como los de tipo p presentan una elevada conductividad eléctrica y su coeficiente Seebeck pasa de negativo a positivo en cuanto se introduce en su estructura SiC dopado con 3 y 5mol%.

La cerámica de carburo de silicio es uno de los materiales cerámicos no oxidados más duros del planeta, con una dureza excepcional que se sitúa entre la de la alúmina fundida y la del diamante sintético. Resistente a la mayoría de los ácidos orgánicos e inorgánicos, sales y álcalis -con la excepción del ácido fluorhídrico-, el carburo de silicio es lo suficientemente duro y abrasivo como para esmerilar metales a altas velocidades, lo que justifica su uso generalizado como abrasivo, así como su empleo como aditivo para refractarios u operaciones metalúrgicas.

Resistencia química

La resistencia química del carburo de silicio es uno de sus distintivos. Resiste casi por completo a los ácidos (clorhídrico, sulfúrico y fluorhídrico), a las bases (hidróxido de sodio concentrado e hidróxido de potasio), a los productos químicos oxidantes como el ácido nítrico, así como a la corrosión por soluciones de agua salada y a la mayoría de los disolventes.

La excelente pureza química del carburo de silicio contribuye a sus excelentes propiedades refractarias y cerámicas, lo que lo convierte en el material ideal para soportes de bandejas de obleas y paletas en hornos de semiconductores, así como para aplicaciones que requieren altas temperaturas, conductividad eléctrica y conductividad eléctrica. Esto hace que el carburo de silicio sea una opción excelente para aplicaciones que requieren resistencia a altas temperaturas con una conductividad eléctrica superior, como en aplicaciones refractarias que requieren conductividad eléctrica y resistencia a la temperatura.

El carburo de silicio negro, sustancia cristalina de dureza intermedia entre la alúmina fundida y el diamante sintético, es un excelente material refractario y abrasivo. Producido mediante la fusión de arena de cuarzo con coque de petróleo en un horno eléctrico de resistencia, el carburo de silicio negro puede adquirirse en gránulos, polvo o sinterizado.

RHI Magnesita fabrica productos refractarios de alta gama a partir de nano polvo de carburo de silicio con particulares aglomerados de partículas de carbono de entre 50-60nm de tamaño de partícula primaria, que ofrecen una estabilidad química y térmica sobresaliente, una excelente resistencia mecánica y niveles de porosidad extremadamente altos. Los gránulos tratados con nitrógeno bajo calor y presión a 1400 ºC para convertir el silicio metálico en nitruro de silicio producen materiales sin contracción con porosidades abiertas/cerradas de entre 10-15% según la aplicación.