El carbur de silici, també conegut com a carborundum, és un compost de silici-carboni. Aquest compost químic és un constituent del mineral moissanita. La forma natural de carbur de silici rep el nom del doctor Ferdinand Henri Moissan, un farmacèutic francès. La moissanita es troba normalment en petites quantitats en meteorits, kimberlita i corindó. Així és com es fa la majoria de carbur de silici comercial. Tot i que el carbur de silici natural és difícil de trobar a la Terra, és abundant a l'espai.
Variacions del carbur de silici
Els productes de carbur de silici es fabriquen en quatre formes per utilitzar-los en aplicacions d'enginyeria comercial. Això inclou
Carbur de silici sinteritzat (SSiC)
Carbur de silici unit per reacció (RBSiC o SiSiC)
Carbur de silici unit a nitrur (NSiC)
Carbur de silici recristalitzat (RSiC)
Altres variacions de l'enllaç inclouen el carbur de silici enganxat IALON. També hi ha CVD Silicon Carbide (CVD-SiC), que és una forma extremadament pura del compost produït per la deposició química de vapor.
Per sinteritzar el carbur de silici, cal afegir ajudes de sinterització que ajudin a formar una fase líquida a la temperatura de sinterització, permetent que els grans de carbur de silici s'uneixin.
Propietats clau del carbur de silici
Alta conductivitat tèrmica i baix coeficient d'expansió tèrmica. Aquesta combinació de propietats proporciona una resistència al xoc tèrmica excepcional, fent que la ceràmica de carbur de silici sigui útil en una àmplia gamma d'indústries. També és un semiconductor i les seves propietats elèctriques el fan adequat per a una àmplia gamma d'aplicacions. També és conegut per la seva extrema duresa i resistència a la corrosió.
Aplicacions del carbur de silici
El carbur de silici es pot utilitzar en una àmplia gamma d'indústries.
La seva duresa física el fa apte per a processos de mecanitzat abrasiu com ara el rectificat, l'afilat, el sorra i el tall per raig d'aigua.
La capacitat del carbur de silici per suportar temperatures extremadament altes sense esquerdar-se ni deformar-se s'utilitza en la fabricació de discos de fre de ceràmica per a cotxes esportius. També s'utilitza com a material d'armadura en armilles antibales i com a material d'anell de segellat per a segells d'eix de bombes, on sovint funciona a altes velocitats en contacte amb un segell de carbur de silici. L'alta conductivitat tèrmica del carbur de silici, que és capaç de dissipar la calor de fricció generada per una interfície de fregament, és un avantatge important en aquestes aplicacions.
A causa de l'alta duresa superficial del material, s'utilitza en moltes aplicacions d'enginyeria on es requereixen alts nivells de resistència al desgast lliscant, erosiu i corrosiu. Normalment, això s'aplica als components utilitzats en bombes o vàlvules en aplicacions de camps petrolífers, on els components metàl·lics convencionals presentarien taxes de desgast excessives que condueixen a una fallada ràpida.
Les propietats elèctriques excepcionals del compost com a semiconductor el fan ideal per a la fabricació de díodes emissors de llum ultra ràpids i d'alta tensió, MOSFET i tiristors per a la commutació d'alta potència.
El seu baix coeficient d'expansió tèrmica, duresa, rigidesa i conductivitat tèrmica el fan ideal per a miralls de telescopis astronòmics. La pirometria de filament prim és una tècnica òptica que utilitza filaments de carbur de silici per mesurar la temperatura dels gasos.
També s'utilitza en elements de calefacció que han de suportar temperatures extremadament altes. També s'utilitza per proporcionar suport estructural en reactors nuclears refrigerats per gas a alta temperatura.
