O carboneto de silício, também conhecido como carborundum, é um composto de silício-carbono. Este composto químico é um constituinte do mineral moissanita. A forma natural de carboneto de silício recebeu o nome do Dr. Ferdinand Henri Moissan, um farmacêutico francês. A moissanita é normalmente encontrada em quantidades mínimas em meteoritos, kimberlito e corindo. É assim que a maioria do carboneto de silício comercial é feita. Embora o carboneto de silício natural seja difícil de encontrar na Terra, ele é abundante no espaço.

Variações de carboneto de silício

Os produtos de carboneto de silício são fabricados em quatro formas para uso em aplicações de engenharia comercial. Esses incluem

Carboneto de Silício Sinterizado (SSiC)

Carboneto de Silício Ligado por Reação (RBSIC ou SiSiC)

Carboneto de silício ligado a nitreto (NSiC)

Carbeto de Silício Recristalizado (RSiC)

Outras variações da ligação incluem carboneto de silício ligado com SIALON. Há também Carbeto de Silício CVD (CVD-SiC), que é uma forma extremamente pura do composto produzido por deposição química de vapor.

Para sinterizar o Carbeto de Silício, é necessário adicionar auxiliares de sinterização que ajudam a formar uma fase líquida na temperatura de sinterização, permitindo que os grãos de Carbeto de Silício se unam.

Principais propriedades do carboneto de silício

Alta condutividade térmica e baixo coeficiente de expansão térmica. Esta combinação de propriedades fornece excepcional resistência ao choque térmico, tornando a cerâmica de carboneto de silício útil em uma ampla gama de indústrias. É também um semicondutor e suas propriedades elétricas o tornam adequado para uma ampla gama de aplicações. Também é conhecido por sua extrema dureza e resistência à corrosão.

Aplicações de carboneto de silício

O carboneto de silício pode ser usado em uma ampla gama de indústrias.

Sua dureza física o torna adequado para processos de usinagem abrasivos, como retificação, brunimento, jateamento e corte com jato de água.

A capacidade do carboneto de silício de suportar temperaturas extremamente altas sem rachar ou deformar é usada na fabricação de discos de freio de cerâmica para carros esportivos. Também é usado como material de blindagem em coletes à prova de balas e como material de anel de vedação para vedações de eixo de bomba, onde geralmente opera em altas velocidades em contato com uma vedação de carboneto de silício. A alta condutividade térmica do carboneto de silício, que é capaz de dissipar o calor de fricção gerado por uma interface de fricção, é uma vantagem significativa nessas aplicações.

Devido à alta dureza superficial do material, ele é usado em muitas aplicações de engenharia onde são necessários altos níveis de resistência ao deslizamento, desgaste erosivo e corrosivo. Normalmente, isso se aplica a componentes usados em bombas ou válvulas em aplicações de campos petrolíferos, onde componentes de metal convencionais exibiriam taxas de desgaste excessivo levando a falhas rápidas.

As excepcionais propriedades elétricas do composto como semicondutor o tornam ideal para a fabricação de diodos emissores de luz ultrarrápidos e de alta tensão, MOSFETs e tiristores para comutação de alta potência.

Seu baixo coeficiente de expansão térmica, dureza, rigidez e condutividade térmica o tornam ideal para espelhos de telescópios astronômicos. A pirometria de filamentos finos é uma técnica óptica que utiliza filamentos de carboneto de silício para medir a temperatura dos gases.

Também é usado em elementos de aquecimento que devem suportar temperaturas extremamente altas. Também é usado para fornecer suporte estrutural em reatores nucleares refrigerados a gás de alta temperatura.