Carbura de siliciu, cunoscută și sub numele de carborundum, este un compus siliciu-carbon. Acest compus chimic este un constituent al mineralului moissanit. Forma naturală de carbură de siliciu poartă numele doctorului Ferdinand Henri Moissan, un farmacist francez. Moissanitul se găsește de obicei în cantități mici în meteoriți, kimberlit și corindon. Acesta este modul în care este fabricată majoritatea carburii de siliciu comerciale. Deși carbura de siliciu naturală este dificil de găsit pe Pământ, este abundentă în spațiu.
Variații ale carburii de siliciu
Produsele cu carbură de siliciu sunt fabricate în patru forme pentru a fi utilizate în aplicații comerciale de inginerie. Acestea includ
Carbură de siliciu sinterizată (SSiC)
Carbură de siliciu legată de reacție (RBSiC sau SiSiC)
Carbură de siliciu legată cu nitrură (NSiC)
Carbură de siliciu recristalizată (RSiC)
Alte variații ale legăturii includ carbură de siliciu legată SIALON. Există și carbură de siliciu CVD (CVD-SiC), care este o formă extrem de pură a compusului produs prin depunerea chimică în vapori.
Pentru a sinteriza carbura de siliciu, este necesar să adăugați ajutoare de sinterizare care ajută la formarea unei faze lichide la temperatura de sinterizare, permițând granulelor de carbură de siliciu să se lege între ele.
Proprietățile cheie ale carburei de siliciu
Conductivitate termică ridicată și coeficient scăzut de dilatare termică. Această combinație de proprietăți oferă o rezistență excepțională la șocuri termice, făcând ceramica cu carbură de siliciu utilă într-o gamă largă de industrii. Este, de asemenea, un semiconductor, iar proprietățile sale electrice îl fac potrivit pentru o gamă largă de aplicații. De asemenea, este cunoscut pentru duritatea sa extremă și rezistența la coroziune.
Aplicații ale carburei de siliciu
Carbura de siliciu poate fi utilizată într-o gamă largă de industrii.
Duritatea sa fizică îl face potrivit pentru procesele de prelucrare abrazivă, cum ar fi șlefuirea, șlefuirea, sablare și tăierea cu jet de apă.
Capacitatea Carburei de Siliciu de a rezista la temperaturi extrem de ridicate fără a se crăpa sau deforma este folosită la fabricarea discurilor de frână ceramice pentru mașini sport. Este, de asemenea, folosit ca material de armură în vestele antiglonț și ca material inel de etanșare pentru etanșările arborelui pompei, unde rulează adesea la viteze mari în contact cu o etanșare din carbură de siliciu. Conductivitatea termică ridicată a carburei de siliciu, care este capabilă să disipeze căldura de frecare generată de o interfață de frecare, este un avantaj semnificativ în aceste aplicații.
Datorită durității ridicate a suprafeței materialului, este utilizat în multe aplicații de inginerie unde sunt necesare niveluri ridicate de rezistență la alunecare, uzură erozivă și corozivă. În mod obișnuit, acest lucru se aplică componentelor utilizate în pompe sau supape în aplicații pe câmpuri petroliere, unde componentele metalice convenționale ar prezenta rate de uzură excesive, ceea ce duce la defecțiuni rapide.
Proprietățile electrice excepționale ale compusului ca semiconductor îl fac ideal pentru fabricarea de diode emițătoare de lumină ultrarapide și de înaltă tensiune, MOSFET și tiristoare pentru comutare de mare putere.
Coeficientul său scăzut de dilatare termică, duritate, rigiditate și conductivitate termică îl fac ideal pentru oglinzile telescopului astronomic. Pirometria cu filament subțire este o tehnică optică care utilizează filamente de carbură de siliciu pentru a măsura temperatura gazelor.
Se foloseste si in elementele de incalzire care trebuie sa reziste la temperaturi extrem de ridicate. De asemenea, este utilizat pentru a oferi suport structural în reactoarele nucleare răcite cu gaz la temperatură înaltă.
