El carburo de silicio (SiC) es uno de los materiales cer\u00e1micos m\u00e1s duros y ligeros. Utilizado principalmente como aislante el\u00e9ctrico, el SiC tambi\u00e9n puede doparse con nitr\u00f3geno, f\u00f3sforo o boro para crear conductores de diversos tipos.<\/p>\n
Aqu\u00ed se muestran im\u00e1genes de secci\u00f3n transversal SEM de preformas de carbono poroso fabricadas utilizando diversas fracciones de masa y tama\u00f1os de part\u00edcula de polvo de grafito TIMREX KS 25 infiltrado con aleaci\u00f3n Si-Zr casi eut\u00e9ctica a 1500 grados C. La formaci\u00f3n de bandas de la fase rica en Zr observada en estas preformas confirma las predicciones anal\u00edticas.<\/p>\n
El carburo de silicio infiltrado (SiSiC) es un material cer\u00e1mico industrial que se distingue por una elevada rigidez espec\u00edfica, un bajo coeficiente de dilataci\u00f3n t\u00e9rmica y una excepcional resistencia qu\u00edmica, a la oxidaci\u00f3n y al choque t\u00e9rmico. Adem\u00e1s, este material presenta excelentes propiedades tribol\u00f3gicas. El SiSiC se produce infiltrando preformas porosas de carbono con silicio fundido para iniciar una reacci\u00f3n exot\u00e9rmica entre las mol\u00e9culas de carbono y las de silicio, formando un compuesto denso.<\/p>\n
A continuaci\u00f3n se muestran varias micrograf\u00edas de preformas totalmente infiltradas a diferentes aumentos, utilizando microscop\u00eda \u00f3ptica pulida. En el caso de SiCp\/C, puede verse carbono sin reaccionar junto con Si formado por reacci\u00f3n, as\u00ed como carbono sin reaccionar que a\u00fan no ha reaccionado, mientras que la mayor parte de la preforma permanece cubierta por una capa ininterrumpida de Si.<\/p>\n
Las preformas Cf\/C difieren significativamente por tener casi todo el carbono amorfo sustituido por una capa uniforme de Si, dejando s\u00f3lo peque\u00f1as cantidades de fibras de carbono restantes; este hecho se evidencia por una cin\u00e9tica de infiltraci\u00f3n m\u00e1s lenta y una mayor capacidad de reducci\u00f3n del di\u00e1metro de los poros.<\/p>\n
El carburo de silicio (SiC) se utiliza ampliamente en la electr\u00f3nica de semiconductores debido a su alto punto de fusi\u00f3n, baja temperatura de sinterizaci\u00f3n y propiedades de alta conductividad. Adem\u00e1s, ofrece estabilidad a altas temperaturas sin experimentar oxidaci\u00f3n. El carburo de silicio infiltrado con silicio (SiSIC), un material alternativo con propiedades f\u00edsicas similares pero temperaturas de sinterizaci\u00f3n m\u00e1s bajas que produce menos poros, permite fabricar piezas m\u00e1s grandes y de formas m\u00e1s complejas y es tambi\u00e9n m\u00e1s rentable que la tecnolog\u00eda tradicional de sinterizaci\u00f3n de polvo.<\/p>\n
A 1500 \u00baC y 1700 \u00baC, preformas carbonosas porosas con diversas fracciones de masa de polvo de grafito y tama\u00f1os de part\u00edcula se infiltraron con aleaci\u00f3n Si-Zr casi eut\u00e9ctica para producir estructuras Si-Zr-SiC densas. Las secciones transversales de HR-SEM mostraron que la profundidad de infiltraci\u00f3n depend\u00eda no s\u00f3lo de las fuerzas capilares que arrastraban la masa fundida infiltrada hacia los poros de la preforma, sino tambi\u00e9n de la reacci\u00f3n qu\u00edmica entre el silicio fundido a 1500 \u00baC y el polvo de grafito, que reduc\u00eda la permeabilidad de la red y disminu\u00eda la profundidad de infiltraci\u00f3n para porosidades dadas. Por lo tanto, al aumentar la fracci\u00f3n de masa de grafito, tambi\u00e9n deber\u00eda aumentar la longitud de infiltraci\u00f3n para porosidades dadas.<\/p>\n
El carburo de silicio destaca por su resistencia a la corrosi\u00f3n, la abrasi\u00f3n y la erosi\u00f3n, lo que lo convierte en el material ideal para aplicaciones de alta temperatura. Adem\u00e1s, su bajo \u00edndice de expansi\u00f3n t\u00e9rmica y sus propiedades de dureza lo hacen id\u00f3neo para componentes de gran tama\u00f1o, como los sensores termopares.<\/p>\n
Los RC infiltrados han demostrado su eficacia en varios experimentos cient\u00edficos. Algunos ejemplos notables son el uso de discos de espejo de SiC en el telescopio espacial Herschel; debido a sus propiedades de alta resistencia, son adecuados para temperaturas que alcanzan los 1.400 grados C.<\/p>\n
Se infiltraron preformas carbonosas porosas que conten\u00edan diversas cantidades de grafito en polvo con silicio l\u00edquido a 1500-1750 grados C para su infiltraci\u00f3n. Las secciones transversales de SEM mostraron que el bloqueo de los poros se produc\u00eda principalmente por la precipitaci\u00f3n de siliciuros de circonio s\u00f3lidos en el frente de infiltraci\u00f3n; al aumentar la fracci\u00f3n de masa de grafito y\/o disminuir la temperatura de infiltraci\u00f3n, ambos mejoraban la infiltraci\u00f3n de forma significativa, aunque segu\u00edan quedando algunas zonas centrales con grandes cantidades de porosidad sin infiltrar que no pod\u00edan rellenarse solo con silicio l\u00edquido.<\/p>\n
El carburo de silicio (SiC) es un compuesto qu\u00edmico duro inorg\u00e1nico con propiedades semiconductoras de banda ancha, que suele encontrarse en la naturaleza como la gema moissanita; sin embargo, las formas de polvo y cristal producidas en masa para su uso como abrasivo se producen ampliamente en el comercio como abrasivo. El SiC presenta una resistencia mec\u00e1nica y una tenacidad a la fractura superiores, as\u00ed como buenas propiedades tribol\u00f3gicas a altas temperaturas; adem\u00e1s, ofrece buenas propiedades de resistencia qu\u00edmica y a la oxidaci\u00f3n que lo hacen adecuado para su uso a altas temperaturas.<\/p>\n
La infiltraci\u00f3n de silicio l\u00edquido en preformas porosas de SiC-C es una t\u00e9cnica innovadora utilizada para producir cer\u00e1micas densas con una resistencia a la compresi\u00f3n y a la flexi\u00f3n superior a la que se puede conseguir con el SiC aglomerado por reacci\u00f3n (RBSC) tradicional. Para lograr esta haza\u00f1a, hay que modificar varios par\u00e1metros, como la distribuci\u00f3n de la porosidad, la estructura de los poros y el uso de la fuente de carbono. Para lograr este resultado se utiliza la ingenier\u00eda de gradaci\u00f3n multimodal de part\u00edculas y el uso de aditivos de negro de nanocarbono (Fig.). Las im\u00e1genes SEM de secci\u00f3n transversal de las muestras infiltradas muestran su eficacia (Fig.). Con una fracci\u00f3n de masa de grafito de 5-30% se obtuvieron muestras con una distribuci\u00f3n uniforme de la fase rica en Zr y una porosidad residual m\u00ednima. Las muestras con una fracci\u00f3n de masa de grafito de 30 presentan zonas centrales que permanecen infiltradas con aleaci\u00f3n Si-Zr casi eut\u00e9ctica.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
El carburo de silicio (SiC) es uno de los materiales cer\u00e1micos m\u00e1s duros y ligeros. Utilizado principalmente como aislante el\u00e9ctrico, el SiC tambi\u00e9n puede doparse con nitr\u00f3geno, f\u00f3sforo o boro para crear conductores de diversos tipos. Im\u00e1genes SEM de cortes transversales de preformas de carbono poroso fabricadas utilizando diversas fracciones de masa y tama\u00f1os de part\u00edcula de polvo de grafito TIMREX KS 25 ...<\/p>\n