El carburo de silicio, también conocido como carborundo, es un compuesto de carbono y silicio. Este compuesto químico es un constituyente del mineral moissanite. La forma natural de carburo de silicio lleva el nombre del Dr. Ferdinand Henri Moissan, un farmacéutico francés. La moissanita se encuentra típicamente en cantidades diminutas en meteoritos, kimberlita y corindón. Así es como se fabrica la mayoría del carburo de silicio comercial. Aunque el carburo de silicio natural es difícil de encontrar en la Tierra, es abundante en el espacio.
Variaciones de carburo de silicio
Los productos de carburo de silicio se fabrican en cuatro formas para su uso en aplicaciones de ingeniería comercial. Éstas incluyen
Carburo de silicio sinterizado (SSiC)
Carburo de silicio unido por reacción (RBSiC o SiSiC)
Carburo de silicio unido con nitruro (NSiC)
Carburo de silicio recristalizado (RSiC)
Otras variaciones del enlace incluyen el carburo de silicio enlazado con SIALON. También existe el carburo de silicio CVD (CVD-SiC), que es una forma extremadamente pura del compuesto producido por deposición de vapor químico.
Para sinterizar Carburo de Silicio, es necesario agregar auxiliares de sinterización que ayuden a formar una fase líquida a la temperatura de sinterización, permitiendo que los granos de Carburo de Silicio se unan entre sí.
Propiedades clave del carburo de silicio
Alta conductividad térmica y bajo coeficiente de expansión térmica. Esta combinación de propiedades proporciona una excepcional resistencia al choque térmico, lo que hace que las cerámicas de carburo de silicio sean útiles en una amplia gama de industrias. También es un semiconductor y sus propiedades eléctricas lo hacen adecuado para una amplia gama de aplicaciones. También es conocido por su extrema dureza y resistencia a la corrosión.
Aplicaciones del Carburo de Silicio
El carburo de silicio se puede utilizar en una amplia gama de industrias.
Su dureza física lo hace adecuado para procesos de maquinado abrasivo como esmerilado, bruñido, arenado y corte por chorro de agua.
La capacidad del carburo de silicio para soportar temperaturas extremadamente altas sin agrietarse ni deformarse se utiliza en la fabricación de discos de freno cerámicos para automóviles deportivos. También se utiliza como material de armadura en chalecos antibalas y como material de anillo de sellado para sellos de eje de bomba, donde a menudo funciona a altas velocidades en contacto con un sello de carburo de silicio. La alta conductividad térmica del carburo de silicio, que es capaz de disipar el calor de fricción generado por una interfaz de fricción, es una ventaja significativa en estas aplicaciones.
Debido a la alta dureza superficial del material, se utiliza en muchas aplicaciones de ingeniería donde se requieren altos niveles de resistencia al desgaste por deslizamiento, erosión y corrosión. Por lo general, esto se aplica a los componentes utilizados en bombas o válvulas en aplicaciones de yacimientos petrolíferos, donde los componentes metálicos convencionales exhibirían tasas de desgaste excesivas que provocarían fallas rápidas.
Las propiedades eléctricas excepcionales del compuesto como semiconductor lo hacen ideal para la fabricación de diodos emisores de luz, MOSFET y tiristores ultrarrápidos y de alto voltaje para conmutación de alta potencia.
Su bajo coeficiente de expansión térmica, dureza, rigidez y conductividad térmica lo hacen ideal para espejos de telescopios astronómicos. La pirometría de filamento fino es una técnica óptica que utiliza filamentos de carburo de silicio para medir la temperatura de los gases.
También se utiliza en elementos de calefacción que deben soportar temperaturas extremadamente altas. También se utiliza para proporcionar soporte estructural en reactores nucleares refrigerados por gas de alta temperatura.
