El carburo de silicio es un material extremadamente duro y duradero, con una excepcional resistencia a la corrosi\u00f3n, al desgaste y a la conductividad t\u00e9rmica, adem\u00e1s de servir como eficaz material semiconductor.<\/p>\n
El carburo de silicio sinterizado ofrece muchas propiedades atractivas que lo hacen adecuado para aplicaciones de estanquidad, como la inercia qu\u00edmica, la estabilidad a altas temperaturas y un bajo coeficiente de dilataci\u00f3n.<\/p>\n
El carburo de silicio (SiC), un polvo de color negro gris\u00e1ceo a verde o un material gris s\u00f3lido, es qu\u00edmicamente inerte y resiste la corrosi\u00f3n en entornos agresivos. Adem\u00e1s, la densidad del SiC lo hace menos denso que los materiales cer\u00e1micos, pero m\u00e1s que algunos metales; debido a estas caracter\u00edsticas f\u00edsicas, hace que el SiC sea ideal para aplicaciones sometidas a grandes tensiones t\u00e9rmicas, mec\u00e1nicas y el\u00e9ctricas.<\/p>\n
La estructura cristalina primaria del SiC es hexagonal, con unidades tetra\u00e9dricas muy juntas unidas covalentemente por enlaces covalentes. Como sus \u00e1tomos constituyentes tienen valores de electronegatividad similares, los electrones compartidos, en lugar de transferidos, forman enlaces covalentes entre los \u00e1tomos de silicio y carbono, que a su vez forman enlaces covalentes dentro de cada tetraedro que forma su parte central, creando estructuras de tipo poliedro con diversas propiedades qu\u00edmicas y el\u00e9ctricas.<\/p>\n
El Si-C suele ser resistente a las altas temperaturas, aunque a temperaturas muy elevadas su estructura tetra\u00e9drica puede sufrir cambios de fase debido a la oxidaci\u00f3n, formando pel\u00edculas de SiO2 que reducen la conductividad t\u00e9rmica y elevan el punto de fusi\u00f3n; entonces puede ser necesario eliminar estas capas de pel\u00edcula para exponer su forma tetra\u00e9drica original y restaurar la ductilidad del material.<\/p>\n
Las propiedades duraderas del SiC y su bajo \u00edndice de expansi\u00f3n lo convierten en una opci\u00f3n popular para componentes cer\u00e1micos de hornos industriales, intercambiadores de calor, motores de cohetes y dispositivos semiconductores. Las cer\u00e1micas refractarias y estructurales fabricadas con SiC tambi\u00e9n han encontrado una amplia aplicaci\u00f3n; su dureza lo convierte en un importante abrasivo utilizado en muelas abrasivas y herramientas de corte; sirve como material esencial en revestimientos refractarios de hornos industriales, as\u00ed como en piezas resistentes al desgaste de bombas y motores de cohetes; \u00a1incluso forma componentes clave en la misi\u00f3n europea bepiColombo a Mercurio!<\/p>\n
El carburo de silicio ligado por reacci\u00f3n (RB SiC) es un material multif\u00e1sico compuesto por silicio met\u00e1lico 7-15% y carbono sin reaccionar, cuya densidad lo hace adecuado para aplicaciones de alta temperatura, donde su resistencia a la oxidaci\u00f3n y a la deformaci\u00f3n lo hace especialmente valioso. El SiC aglomerado por reacci\u00f3n est\u00e1 disponible comercialmente, lo que hace que este tipo de SiC se pueda moldear f\u00e1cilmente en diversas formas y tama\u00f1os.<\/p>\n
El carburo de silicio es un compuesto excepcionalmente estable y uno de los materiales m\u00e1s duros que se conocen. Con una gran resistencia qu\u00edmica y conductividad t\u00e9rmica, el carburo de silicio es una opci\u00f3n excelente para el procesamiento industrial de productos qu\u00edmicos agresivos, pero tambi\u00e9n es inerte hasta altas temperaturas, tiene una baja expansi\u00f3n t\u00e9rmica y funciona como semiconductor, propiedades que lo hacen adecuado para aplicaciones tan variadas como herramientas de corte, materiales estructurales (chalecos antibalas), piezas de autom\u00f3viles (discos de freno) pararrayos, materiales para espejos en telescopios astron\u00f3micos, etc.<\/p>\n
El SiC es un cristal hexagonal muy compacto compuesto por tetraedros centrados en \u00e1tomos de silicio o carbono, conectados mediante enlaces covalentes o enlaces simples, respectivamente. El SiC est\u00e1 clasificado como semiconductor de banda ancha; como tal, los electrones necesitan m\u00e1s energ\u00eda para entrar en su banda de conducci\u00f3n que la que necesitar\u00edan conductores met\u00e1licos como el cobre.<\/p>\n
Esta sustancia es inerte, estable y no inflamable -caracter\u00edsticas que ponen de relieve su estabilidad e inercia-, con un coeficiente de dilataci\u00f3n t\u00e9rmica extremadamente bajo. El s\u00f3lido o polvo, de color gris a negro-gris\u00e1ceo, no emite ning\u00fan olor y pesa bastante menos que la mayor\u00eda de las cer\u00e1micas o metales, sin dejar de ser m\u00e1s denso que ellos.<\/p>\n
Los m\u00e9todos modernos de fabricaci\u00f3n de compuestos de s\u00edlice-carbono consisten en mezclar arena de s\u00edlice pura con carbono en forma de coque molido en un horno el\u00e9ctrico y someterlo a un calor intenso y a corriente el\u00e9ctrica durante varios d\u00edas; las temperaturas pueden alcanzar los 2.500degC durante este proceso.<\/p>\n
Con este m\u00e9todo se pueden fabricar diversas composiciones qu\u00edmicas, como a-SiC y b-SiC, que tienen amplias aplicaciones en electr\u00f3nica. Los polit\u00edpos fabricados mediante este proceso tambi\u00e9n pueden adaptarse espec\u00edficamente para uso electr\u00f3nico dop\u00e1ndolos con impurezas, un paso esencial en procesos de fabricaci\u00f3n como \u00e9ste. El B-SiC ofrece una tensi\u00f3n de ruptura inferior a la del a-SiC, pero su movilidad electr\u00f3nica es mayor.<\/p>\n
La composici\u00f3n qu\u00edmica del carburo de silicio le permite formar un material robusto con altos \u00edndices de dureza Mohs (cercanos al diamante), propiedades t\u00e9rmicas e inercia qu\u00edmica; lo que lo hace adecuado para muchas aplicaciones que requieren resistencia a altas temperaturas y resistencia contra la corrosi\u00f3n y los ataques qu\u00edmicos. Estas cualidades hacen que el carburo de silicio sea ideal tambi\u00e9n para aplicaciones que requieren resistencia a la corrosi\u00f3n.<\/p>\n
El SiC es \u00fanico porque su enlace entre los \u00e1tomos de silicio y carbono es covalente en lugar de i\u00f3nico, debido a que sus electronegatividades son similares, lo que hace que los \u00e1tomos compartan electrones en lugar de transferirlos completamente, como ocurrir\u00eda con los enlaces i\u00f3nicos. Esta estructura explica su excepcional resistencia y su tolerancia a las altas temperaturas.<\/p>\n
La producci\u00f3n de carburo de silicio aglomerado por reacci\u00f3n es una de las diversas formas de producir carburo de silicio. Este m\u00e9todo produce un material multif\u00e1sico que contiene part\u00edculas de carburo de silicio de grado refractario unidas a un material de matriz cer\u00e1mica y que el fabricante denomina carburo de silicio aglomerado por reacci\u00f3n (RB SiC), que contiene entre 7-15% de silicio met\u00e1lico, seg\u00fan el fabricante. El SiC aglomerado por reactividad se utiliza ampliamente en muchas aplicaciones en las que se requieren sus propiedades refractarias, desde revestimientos de hornos hasta productos resistentes al desgaste.<\/p>\n
La uni\u00f3n por hidr\u00f3xido, un nuevo proceso innovador utilizado para producir carburo de silicio, ofrece varias ventajas sobre los m\u00e9todos m\u00e1s tradicionales de producci\u00f3n de este material, entre ellas que es capaz de unir el carburo de silicio a materiales como el zafiro y el aluminio.<\/p>\n
La dureza inherente del carburo de silicio y su resistencia a altas temperaturas le permiten tener muchos usos industriales beneficiosos, siendo el rectificado, el bru\u00f1ido y el corte por chorro de agua s\u00f3lo algunos ejemplos de sus muchas aplicaciones. Gracias a su excepcional resistencia al desgaste, tambi\u00e9n se ha hecho popular en la lapidaria moderna por su durabilidad. Adem\u00e1s, debido a sus propiedades el\u00e9ctricas, como su alta conductividad t\u00e9rmica y su comportamiento semiconductor, forma parte de elementos calefactores el\u00e9ctricos como termistores y varistores, adem\u00e1s de utilizarse para fabricar ladrillos de control, muflas y muebles de horno para hornos de alta temperatura, adem\u00e1s de turbinas de gas y generadores de vapor.<\/p>\n
El carburo de silicio, m\u00e1s com\u00fanmente conocido como carborundo, posee una excepcional combinaci\u00f3n de propiedades f\u00edsicas y qu\u00edmicas que lo convierten en un material extremadamente robusto que se utiliza en una amplia gama de aplicaciones en entornos de alta temperatura, alta tensi\u00f3n y abrasivos. Su insolubilidad en agua u otros disolventes habla por s\u00ed sola de su resistencia a la corrosi\u00f3n, mientras que su excelente resistencia mec\u00e1nica, resistencia a altas temperaturas y resistencia al choque t\u00e9rmico se combinan con una excelente resistencia al desgaste por fatiga para un uso prolongado. El carburo de silicio tambi\u00e9n tiene una gran resistencia al desgaste por fatiga, por lo que es m\u00e1s resistente al desgaste por fatiga que sus hom\u00f3logos cer\u00e1micos, como su primo el carborundo.<\/p>\n
La inercia qu\u00edmica de la cer\u00e1mica de \u00f3xido de circonio puede observarse por su ausencia de olor y su incapacidad para disolverse en soluciones \u00e1cidas, as\u00ed como por su resistencia a la exposici\u00f3n a radiaciones de alta temperatura sin degradarse ni agrietarse. Gracias a sus extraordinarias propiedades f\u00edsicas y qu\u00edmicas, la zirconia sigue siendo una de las cer\u00e1micas industriales m\u00e1s indispensables en la actualidad.<\/p>\n
La inercia qu\u00edmica del carburo de silicio se debe en gran medida a su estructura molecular y a su ret\u00edculo compacto, formado por tetraedros alrededor de \u00e1tomos de carbono o silicio. Estos tetraedros pueden encontrarse dispuestos en dos polimorfos distintos: el carburo de silicio alfa (a-SiC), con su estructura cristalina hexagonal wurtzita; y el carburo de silicio beta (b-SiC), que posee una estructura cristalina de hierro blenda similar a la del diamante).<\/p>\n
El alfa-SiC es la forma de carburo de silicio que se produce con m\u00e1s frecuencia y se ha convertido en el material preferido por su elevado punto de fusi\u00f3n y su resistencia a la oxidaci\u00f3n, lo que lo hace \u00fatil en muchos campos, como los componentes de hornos el\u00e9ctricos. Debido a sus puntos de fusi\u00f3n m\u00e1s bajos, otros polimorfos pueden ofrecer soluciones m\u00e1s atractivas en algunas aplicaciones.<\/p>\n
El estrecho intervalo de banda del carburo de silicio, entre a-SiC y b-SiC, lo convierte en un material semiconductor eficaz a bajas temperaturas, debido a su mayor movilidad de electrones en estado s\u00f3lido que otras cer\u00e1micas de ingenier\u00eda. A continuaci\u00f3n se muestran datos que detallan las variaciones de esta propiedad, mientras que las barras gr\u00e1ficas de las tarjetas de propiedades de los materiales comparan el carburo de silicio con las cer\u00e1micas de ingenier\u00eda sin \u00f3xido.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide is an extremely hard, durable material with exceptional corrosion resistance, wear resistance and thermal conductivity – as well as serving as an effective semiconductor material. Sintered silicon carbide offers many attractive properties that make it suitable for sealing applications, including chemical inertness, high temperature stability and a low coefficient of expansion. Physical Properties …<\/p>\n