O carbeto de sil\u00edcio (SiC) \u00e9 um dos materiais cer\u00e2micos mais duros e leves. Usado principalmente como isolante el\u00e9trico, o SiC tamb\u00e9m pode ser dopado com nitrog\u00eanio, f\u00f3sforo ou boro para criar condutores de v\u00e1rios tipos.<\/p>\n
Imagens de se\u00e7\u00e3o transversal de SEM de pr\u00e9-formas de carbono poroso fabricadas usando v\u00e1rias fra\u00e7\u00f5es de massa e tamanhos de part\u00edculas de p\u00f3 de grafite TIMREX KS 25 infiltradas com liga Si-Zr quase eut\u00e9tica a 1500 graus Celsius s\u00e3o exibidas aqui. As faixas da fase rica em Zr observadas nessas pr\u00e9-formas confirmam as previs\u00f5es anal\u00edticas.<\/p>\n
O carbeto de sil\u00edcio infiltrado (SiSiC) \u00e9 um material cer\u00e2mico industrial que se destaca pela alta rigidez espec\u00edfica, baixo coeficiente de expans\u00e3o t\u00e9rmica e excepcional resist\u00eancia qu\u00edmica, \u00e0 oxida\u00e7\u00e3o e ao choque t\u00e9rmico. Al\u00e9m disso, esse material apresenta excelentes propriedades tribol\u00f3gicas. O SiSiC \u00e9 produzido por meio da infiltra\u00e7\u00e3o de pr\u00e9-formas de carbono poroso com sil\u00edcio fundido, a fim de iniciar uma rea\u00e7\u00e3o exot\u00e9rmica entre as mol\u00e9culas de carbono e as mol\u00e9culas de sil\u00edcio, formando um composto denso.<\/p>\n
Abaixo est\u00e3o v\u00e1rias micrografias de pr\u00e9-formas totalmente infiltradas em diferentes amplia\u00e7\u00f5es, usando microscopia \u00f3ptica polida. No caso do SiCp\/C, o carbono n\u00e3o reagido pode ser visto junto com o Si formado pela rea\u00e7\u00e3o, bem como o carbono n\u00e3o reagido que ainda n\u00e3o reagiu, enquanto a maior parte da pr\u00e9-forma permanece coberta por uma camada ininterrupta de Si.<\/p>\n
As pr\u00e9-formas de Cf\/C diferem significativamente por terem quase todo o carbono amorfo substitu\u00eddo por uma camada uniforme de Si, deixando apenas pequenas quantidades de fibras de carbono remanescentes; esse fato \u00e9 evidenciado pela cin\u00e9tica de infiltra\u00e7\u00e3o mais lenta e pela capacidade aprimorada de redu\u00e7\u00e3o do di\u00e2metro dos poros.<\/p>\n
O carbeto de sil\u00edcio (SiC) \u00e9 amplamente utilizado em eletr\u00f4nicos semicondutores devido ao seu alto ponto de fus\u00e3o, baixa temperatura de sinteriza\u00e7\u00e3o e propriedades de alta condutividade. Al\u00e9m disso, ele oferece estabilidade em altas temperaturas sem sofrer oxida\u00e7\u00e3o. O carbeto de sil\u00edcio infiltrado (SiSIC), um material alternativo com propriedades f\u00edsicas semelhantes, mas com temperaturas de sinteriza\u00e7\u00e3o mais baixas, que produz menos poros, permite a produ\u00e7\u00e3o de pe\u00e7as maiores e com formatos mais complexos, al\u00e9m de ser mais econ\u00f4mico do que a tecnologia tradicional de sinteriza\u00e7\u00e3o de p\u00f3.<\/p>\n
A 1500 \u00baC e 1700 \u00baC, pr\u00e9-formas porosas de carbono com v\u00e1rias fra\u00e7\u00f5es de massa de p\u00f3 de grafite e tamanhos de part\u00edculas foram infiltradas com liga de Si-Zr quase eut\u00e9tica para produzir estruturas densas de Si-Zr-SiC. As se\u00e7\u00f5es transversais do HR-SEM mostraram que a profundidade da infiltra\u00e7\u00e3o dependia n\u00e3o apenas das for\u00e7as capilares que puxavam o fundido infiltrado para os poros da pr\u00e9-forma, mas tamb\u00e9m da rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica entre o sil\u00edcio fundido a 1500degC e o p\u00f3 de grafite, que reduzia a permeabilidade da rede, diminuindo a profundidade da infiltra\u00e7\u00e3o para determinadas porosidades. Portanto, \u00e0 medida que a fra\u00e7\u00e3o de massa de grafite aumenta, o comprimento da infiltra\u00e7\u00e3o tamb\u00e9m deve aumentar para determinadas porosidades.<\/p>\n
O carbeto de sil\u00edcio \u00e9 excelente na resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o, \u00e0 abras\u00e3o e \u00e0 eros\u00e3o, o que o torna a escolha ideal de material para aplica\u00e7\u00f5es em altas temperaturas. Al\u00e9m disso, sua baixa taxa de expans\u00e3o t\u00e9rmica e suas propriedades de dureza o tornam adequado para componentes grandes, como sensores de termopar.<\/p>\n
Os RCs infiltrados se mostraram muito bem-sucedidos em v\u00e1rios experimentos cient\u00edficos. Exemplos not\u00e1veis incluem o uso de discos espelhados de SiC pelo Telesc\u00f3pio Espacial Herschel; devido \u00e0s suas propriedades de alta resist\u00eancia, eles s\u00e3o adequados para temperaturas que chegam a 1.400 graus Celsius.<\/p>\n
A 1500-1700 graus Celsius, as pr\u00e9-formas porosas de carbono contendo v\u00e1rias quantidades de p\u00f3 de grafite foram infiltradas com sil\u00edcio l\u00edquido a 1500-1750 graus Celsius para infiltra\u00e7\u00e3o. As se\u00e7\u00f5es transversais de SEM mostraram que o bloqueio dos poros ocorreu principalmente pela precipita\u00e7\u00e3o de silicetos de zirc\u00f4nio s\u00f3lidos na frente de infiltra\u00e7\u00e3o; ao aumentar a fra\u00e7\u00e3o de massa de grafite e\/ou diminuir a temperatura de infiltra\u00e7\u00e3o, ambos melhoraram significativamente a infiltra\u00e7\u00e3o, deixando ainda algumas \u00e1reas centrais com grandes quantidades de porosidade n\u00e3o infiltrada que n\u00e3o puderam ser preenchidas apenas com sil\u00edcio l\u00edquido.<\/p>\n
O carbeto de sil\u00edcio (SiC) \u00e9 um composto qu\u00edmico inorg\u00e2nico duro com propriedades semicondutoras de banda larga, comumente encontrado naturalmente como a gema moissanita; entretanto, as formas de p\u00f3 e cristal produzidas em massa para uso como abrasivo s\u00e3o amplamente produzidas comercialmente como abrasivo. O SiC apresenta resist\u00eancia mec\u00e2nica e tenacidade \u00e0 fratura superiores, bem como boas propriedades tribol\u00f3gicas em temperaturas mais altas; al\u00e9m disso, oferece boas propriedades de resist\u00eancia qu\u00edmica e \u00e0 oxida\u00e7\u00e3o, o que o torna adequado para uso em altas temperaturas.<\/p>\n
A infiltra\u00e7\u00e3o de sil\u00edcio l\u00edquido em pr\u00e9-formas porosas de SiC-C \u00e9 uma t\u00e9cnica inovadora usada para produzir cer\u00e2micas densas com maior resist\u00eancia \u00e0 compress\u00e3o e \u00e0 flex\u00e3o do que a obtida com o tradicional SiC ligado por rea\u00e7\u00e3o (RBSC). Para realizar esse feito, v\u00e1rios par\u00e2metros devem ser modificados, como a distribui\u00e7\u00e3o da porosidade, a estrutura dos poros e o uso da fonte de carbono. A engenharia de grada\u00e7\u00e3o de part\u00edculas multimodais e o uso de aditivos de nanocarbono preto s\u00e3o usados para alcan\u00e7ar esse resultado (Fig.). As imagens de se\u00e7\u00e3o transversal de SEM das amostras infiltradas mostram sua efici\u00eancia (Fig.). Com uma fra\u00e7\u00e3o de massa de grafite de 5-30%, foi poss\u00edvel obter amostras com distribui\u00e7\u00e3o uniforme da fase rica em Zr e porosidade residual m\u00ednima. As amostras com fra\u00e7\u00e3o de massa de grafite de 30 t\u00eam \u00e1reas centrais que permanecem infiltradas com liga de Si-Zr quase eut\u00e9tica.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide (SiC) is one of the hardest and lightest ceramic materials. Used primarily as an electrical insulator, SiC can also be doped with nitrogen, phosphorus or boron to create conductors of various kinds. SEM cross-section images of porous carbon preforms manufactured using various mass fractions and particle sizes of TIMREX KS 25 graphite powder …<\/p>\n