O carburo de silicio, tamén coñecido como carborundum, é un composto de silicio-carbono. Este composto químico é un compoñente do mineral moissanite. A forma natural de carburo de silicio recibe o nome do doutor Ferdinand Henri Moissan, un farmacéutico francés. A moissanita atópase normalmente en pequenas cantidades en meteoritos, kimberlita e corindón. Así é como se fabrica o carburo de silicio máis comercial. Aínda que o carburo de silicio natural é difícil de atopar na Terra, é abundante no espazo.
Variacións do carburo de silicio
Os produtos de carburo de silicio están fabricados en catro formas para o seu uso en aplicacións de enxeñería comercial. Estes inclúen
Carburo de silicio sinterizado (SSiC)
Carburo de silicio unido por reacción (RBSiC ou SiSiC)
Carburo de silicio unido por nitruro (NSiC)
Carburo de silicio recristalizado (RSiC)
Outras variacións do enlace inclúen o carburo de silicio unido IALON. Tamén existe o carburo de silicio CVD (CVD-SiC), que é unha forma extremadamente pura do composto producido pola deposición química de vapor.
Para sinterizar o carburo de silicio, é necesario engadir axudas de sinterización que axuden a formar unha fase líquida á temperatura de sinterización, permitindo que os grans de carburo de silicio se unan.
Propiedades clave do carburo de silicio
Alta condutividade térmica e baixo coeficiente de expansión térmica. Esta combinación de propiedades proporciona unha resistencia excepcional ao choque térmico, facendo que as cerámicas de carburo de silicio sexan útiles nunha ampla gama de industrias. Tamén é un semicondutor e as súas propiedades eléctricas fan que sexa apto para unha ampla gama de aplicacións. Tamén é coñecido pola súa extrema dureza e resistencia á corrosión.
Aplicacións do carburo de silicio
O carburo de silicio pódese usar nunha ampla gama de industrias.
A súa dureza física faino axeitado para procesos de mecanizado abrasivo como rectificado, rectificado, chorro de area e corte por chorro de auga.
A capacidade do carburo de silicio para soportar temperaturas extremadamente altas sen rachar nin deformarse utilízase na fabricación de discos de freo cerámicos para automóbiles deportivos. Tamén se usa como material de armadura en chalecos antibalas e como material de anel de selado para selados do eixe da bomba, onde a miúdo corre a altas velocidades en contacto cun selo de carburo de silicio. A alta condutividade térmica do carburo de silicio, que é capaz de disipar a calor de fricción xerada por unha interface de rozamento, é unha vantaxe significativa nestas aplicacións.
Debido á alta dureza superficial do material, úsase en moitas aplicacións de enxeñería onde se requiren altos niveis de resistencia ao desgaste por deslizamento, erosivo e corrosivo. Normalmente, isto aplícase aos compoñentes utilizados en bombas ou válvulas en aplicacións de xacementos petrolíferos, onde os compoñentes metálicos convencionais presentan taxas de desgaste excesivas que provocan un fallo rápido.
As propiedades eléctricas excepcionais do composto como semicondutor fan que sexa ideal para fabricar díodos emisores de luz ultrarrápidos e de alta tensión, MOSFET e tiristores para conmutación de alta potencia.
O seu baixo coeficiente de expansión térmica, dureza, rixidez e condutividade térmica fan que sexa ideal para espellos de telescopios astronómicos. A pirometría de filamentos finos é unha técnica óptica que utiliza filamentos de carburo de silicio para medir a temperatura dos gases.
Tamén se usa en elementos calefactores que deben soportar temperaturas extremadamente altas. Tamén se usa para proporcionar soporte estrutural en reactores nucleares refrixerados por gas a alta temperatura.
