O que é carbeto de silício?

O carbeto de silício (SiC) é um material extremamente duro medido na escala Mohs, descoberto pela primeira vez como um mineral transparente conhecido como moissanita na cratera do meteoro Canyon Diablo, no Arizona, em 1893.

As fibras cerâmicas são criadas colocando-se areia de sílica e coque em um forno do tipo resistência elétrica e aquecidas em altos níveis de resistência até que sua composição se transforme em fibra cerâmica. As fibras cerâmicas têm várias funções: são refratárias, abrasivas e possuem propriedades semicondutoras, tudo ao mesmo tempo!

É uma cerâmica sem óxido

O carbeto de silício (SiC) é um material cristalino composto de silício e carbono, classificado como um dos materiais mais duros disponíveis, cortado apenas com lâminas de diamante. A classificação 9 na escala de Mohs indica o uso dessa substância dura em abrasivos industriais, como lixas e rebolos; além disso, ela é frequentemente incluída como parte de revestimentos refratários para fornos, peças resistentes ao desgaste para bombas e motores de foguetes, substratos semicondutores usados para diodos emissores de luz e até mesmo substratos semicondutores para diodos emissores de luz.

A capacidade de alta tensão de ruptura do SiC o torna um componente ideal para inversores de veículos elétricos, ajudando a reduzir o tamanho e o peso dos sistemas de gerenciamento de baterias e, ao mesmo tempo, aumentando a autonomia de condução ao melhorar a eficiência do sistema. Além disso, o SiC oferece um desempenho mais estável em temperaturas mais altas, sem a necessidade de sistemas de resfriamento ativo, em comparação com os IGBTs e os transistores bipolares, que produzem perdas significativas de comutação e geram calor que limita suas temperaturas de operação.

É um abrasivo

O material abrasivo de carbeto de silício é um material extremamente duro e afiado usado para jateamento de tinta ou revestimentos de superfícies. O carbeto de silício também é um excelente material para ser usado em ferramentas de corte, como lâminas de serra e brocas, e seus preços o tornam um dos abrasivos mais econômicos do mercado.

Os abrasivos de óxido de alumínio são capazes de cortar vidro, plástico e painéis de fibra de média densidade com uma leve pressão; no entanto, eles não conseguem cortar metais ou madeiras duras com a mesma eficiência devido a um formato de grão mais estreito que os torna mais frágeis e se desgastam mais rapidamente do que seus equivalentes de óxido de alumínio.

O carbeto de silício (SiC) é um composto químico extremamente duro de silício e carbono com a fórmula SiC. Embora seja encontrado naturalmente em minerais de moissanita, desde 1893 é produzido em massa como pó para uso como abrasivo. Uma vez fundido por sinterização, ele também pode formar cerâmicas extremamente duráveis usadas em aplicações que exigem alta resistência, como freios de automóveis, embreagens ou placas de coletes à prova de balas.

É uma doença refratária

O carbeto de silício é um material sintético inerte comumente usado em lixas e rebolos, com um ponto de fusão excepcionalmente alto que o torna adequado para temperaturas muito altas como material refratário. Além disso, sua superfície muito dura e resistente ao desgaste também apresenta excelente resistência ao choque térmico.

A inércia química torna esse material resistente a ácidos e álcalis, bem como à erosão induzida pelo desgaste e aos danos causados pelo desgaste, o que o torna adequado para uso em materiais refratários fundidos. Além disso, sua estabilidade térmica permite que ele tolere temperaturas extremas, bem como condições de frio e umidade.

O processo de fabricação de refratários da presente invenção compreende a mistura de um composto refratário do tipo sílica-alumina com pó fino de alumínio, moldagem e secagem para produzir um corpo verde antes da queima em uma atmosfera predominantemente composta de gás de óxido de carbono. Durante essa etapa, a sílica no composto é reduzida a silício metálico e, simultaneamente, carbonizada em coríndon e carbeto de silício em partes de sua estrutura de ligação.

É um semicondutor

O carbeto de silício (SiC) surgiu recentemente como um material tecnológico indispensável, graças às suas propriedades superiores em aplicações de alta temperatura, como eletrônica de potência. A capacidade do SiC de suportar tensões mais altas sem comprometer a confiabilidade pode até mesmo fazer com que ele substitua o silício em aplicações de baterias de veículos elétricos.

O SiC é um composto cristalino sintético extremamente duro de silício e carbono com uma classificação de dureza Mohs extremamente dura de 9, perdendo apenas para o diamante na Terra. Além de ser duro, o SiC também atua como um semicondutor com condutividade entre metais e isolantes devido a um grande intervalo de banda eletrônico que pode ser ajustado usando estruturas politípicas.

Esse amplo intervalo de banda faz do germânio uma excelente opção de material para transistores de alta velocidade, e sua capacidade de suportar temperaturas muito altas significa que ele é uma alternativa atraente ao silício em veículos elétricos de alto desempenho como uma forma promissora de reduzir os sistemas de resfriamento que consomem muita energia e aumentam o peso e a complexidade.