Carbeto de silício ligado por reação

O carbeto de silício ligado por reação (RB SiC) é um material ideal para processos de formação de redes próximas, como prensagem, moldagem por injeção e extrusão. Produzido por meio da infiltração de compactos porosos com silício líquido, o que resulta na reação entre o carbono e o silício para formar mais SiC e manter as partículas iniciais unidas, criando formas quase líquidas com maior rendimento.

As taxas de reação entre o carbono amorfo e o silício líquido dependem de sua composição, morfologia, grau de grafitização e distribuição em uma pré-forma. Como resultado, o carbono residual e os poros geralmente permanecem visíveis nos materiais RB SiC acabados.

Alta resistência

A excepcional resistência do carbeto de silício ligado por reação faz dele o material ideal para aplicações que exigem resistência a impacto, abrasão e erosão. Além disso, suas excelentes resistências à tração e à compressão o tornam resistente a rachaduras em altas temperaturas; além disso, é quimicamente inerte, o que o torna adequado para uso em ambientes potencialmente corrosivos.

O carbeto de silício ligado por reação pode ser criado por meio da infiltração reativa por fusão (RMI). Durante esse processo, o silício líquido reage com partículas existentes de carbeto de silício e carbono para formar corpos densos e impermeáveis contendo material cerâmico resistente à corrosão de alta resistência que oferece alternativas mais econômicas ao carbeto de silício sinterizado.

O RB SiC é um material de engenharia extremamente duro, com um dos mais altos valores de dureza. Isso lhe confere uma excelente resistência ao desgaste e à abrasão e reduz o atrito entre as superfícies de contato, ajudando a reduzir o atrito entre elas. O reforço de fibra pode aumentar ainda mais sua resistência à tração e à compressão.

Devido à sua capacidade de suportar altas temperaturas, o RB SiC é usado em inúmeras aplicações, desde reatores nucleares e turbinas a gás até sistemas de blindagem balística leves desenvolvidos pela Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories que protegem contra ameaças atuais e emergentes. Por manter a integridade estrutural em temperaturas de até 1.400 graus Celsius, o RB SiC desempenha um papel essencial nesses sistemas.

Alta resistência à corrosão

O carbeto de silício (SiC) apresenta excelente resistência à corrosão e não se degrada quando exposto a altas temperaturas ou a produtos químicos que o corroem, como ácidos ou álcalis. Além disso, o SiC suporta fortes cargas mecânicas sem quebrar ou ser deformado; ataques químicos de ácidos, álcalis ou sais fundidos não têm impacto adverso. Além disso, o SiC oferece resistência a impactos e tem um coeficiente de expansão térmica extremamente baixo, o que o protege contra mudanças bruscas de temperatura que causam rachaduras ou fraturas durante sua vida útil.

O carbeto de silício ligado por reação (RB SiC) é um material ideal para processos de conformação quase líquida, como prensagem, moldagem por injeção e extrusão, porque suporta essas operações com alterações dimensionais mínimas e, ao mesmo tempo, atende às tolerâncias. Produzido por meio da impregnação de precursores compostos em pré-formas porosas antes do tratamento de pirólise em alta temperatura que envolve a reação do silício líquido com as partículas de carbono amorfo para formar ligações que aumentam a densidade e a resistência do produto final.

O carbeto de silício ligado por reação comprovou sua resistência à corrosão por gases de combustão, escória de carvão e cinzas quentes, desenvolvendo uma camada de óxido impermeável em sua superfície que absorve e difunde o oxigênio mais lentamente do que o Si livre. Além disso, o RB SiC é menos vulnerável à corrosão ácida ou alcalina, além de possuir propriedades superiores de resistência à abrasão.

Resistência a altas temperaturas

O carbeto de silício ligado por reação oferece estabilidade de temperatura e resistência química excepcionais, o que o torna uma excelente opção de material para selos mecânicos, bombas e estrangulamentos de controle de fluxo, bem como para componentes de desgaste no setor de mineração. Além disso, seu baixo coeficiente de expansão térmica permite que ele resista a mudanças bruscas de temperatura sem rachar sob tensão. O RB SiC também apresenta grande resistência ao desgaste, o que o torna adequado para aplicações que exigem resistência a altas temperaturas, como fornos de túnel, devido à sua capacidade de resistir a variações bruscas de temperatura sem rachar devido a mudanças bruscas de temperatura.

O carbeto de silício ligado por reação (RB SiC) é produzido pela infiltração de pré-formas porosas de carbono ou grafite com silício fundido e, em seguida, pelo controle de sua reatividade em relação ao carbono para limitar qualquer reação entre o silício e o carbono e evitar problemas de entupimento dos poros. O carbeto de silício ligado por reação apresenta tolerância dimensional excepcional, mesmo quando produzido por meio de processos de formação quase líquida, como prensagem, moldagem por injeção e extrusão.

A Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories desenvolveu um processo avançado para a fabricação de materiais RB SiC adequados para aplicações de alta resistência e alta tenacidade, como sistemas de blindagem composta. Sua ampla gama de produtos RB SiC oferece proteção contra ameaças balísticas atuais e emergentes.

Alta estabilidade térmica

O carbeto de silício ligado por reação se destaca entre as cerâmicas de engenharia por sua inigualável estabilidade térmica, o que o torna ideal para dispositivos de energia que operam em altas temperaturas, pois pode suportar calor intenso sem se deformar ou amolecer, economizando energia e aumentando a produção. Além disso, sua condutividade térmica inerente garante a conservação de energia e aumenta a produção.

O carbeto de silício ligado por reação é produzido por meio da infiltração de pré-formas porosas de carbono ou grafite com silício líquido sob condições controladas para garantir a infiltração completa do carbono, sem a permanência de partículas grossas. A cerâmica produzida contém grãos de SiC originais da pré-forma, bem como SiC recém-formado produzido durante a fabricação, além de silício residual.

Como parte do processo de ligação por reação, o silício fundido infiltrado reage com o a-SiC e o b-SiC para formar carbeto de silício covalente denso. O processo pode ser aprimorado ainda mais com aditivos de carbono ou carbeto de boro que promovem a silanização, resultando na criação de mais a-SiC à medida que o silício reage com ele, produzindo uma estrutura mais densa e homogênea do que os carbetos de silício sinterizados comuns.

O carbeto de silício ligado por reação apresenta resistência superior ao desgaste, ao impacto e à corrosão e pode ser facilmente moldado em formas grandes ou complexas, o que o torna uma alternativa atraente aos materiais sinterizados por pressão quente e sem pressão. O carbeto de silício ligado por reação também pode proporcionar níveis reduzidos de dureza e, ao mesmo tempo, oferecer maior resistência a choques térmicos - perfeito para aplicações em que níveis mais baixos de dureza podem ser adequados, mas a resistência adicional a choques térmicos pode ser essencial.