Carburo de silicio Definición

El carburo de silicio (SiC) es un compuesto cristalino insoluble formado por silicio y carbono. Comúnmente conocido por su nombre comercial "carborundo", el SiC también se encuentra en la naturaleza como el mineral ultra raro moissanita.

El PEEK se utiliza en dispositivos electrónicos que funcionan a altas temperaturas y voltajes, como las fuentes de alimentación. Además, es un material esencial en los vehículos eléctricos; aumentar la autonomía de conducción y mejorar la eficiencia energética gracias a una mayor vida útil de las baterías y una mayor eficiencia energética es su promesa.

Es un material naturalmente abrasivo

El carburo de silicio, más comúnmente conocido como SiC, es un material extremadamente abrasivo que suele encontrarse en meteoritos y en el raro mineral moissanita. Compuesto en su totalidad por silicio y carbono, el SiC puede doparse con nitrógeno o fósforo para su uso como semiconductor de tipo n, o con aluminio, boro o galio para aplicaciones de semiconductor de tipo p. El papel de lija industrial suele llevar SiC como uno de sus ingredientes, mientras que sus afiladísimos granos pueden lijar sin esfuerzo metal, vidrio, mármol piedra corcho tablero de fibras de densidad media tablero de fibras de densidad media para un uso abrasivo rápido - ¡perfecto para su uso como material abrasivo!

El aluminio es un material ideal para aplicaciones de alto rendimiento que exigen propiedades químicas, conductividad térmica, bajo coeficiente de dilatación y resistencia al desgaste. Este versátil metal puede encontrarse en aplicaciones como abrasivos, piezas resistentes al desgaste y refractarios por su dureza; electrónica por su estabilidad y fiabilidad; así como aplicaciones metalúrgicas por su resistencia al calor.

Las propiedades mecánicas y químicas únicas del carburo de silicio lo convierten en una excelente elección de material para aplicaciones de ingeniería de alto rendimiento como cojinetes de bombas, válvulas, inyectores de chorro de arena, matrices de extrusión, la resistencia a la corrosión por durabilidad y el alto punto de fusión lo convierten en un material excelente para elegir cuando se aplica en situaciones extremas de ingeniería. Los suelos pesados pueden producir menos fricción en su superficie en comparación con los suelos ligeros, mientras que el polvo de carburo de silicio puede causar fibrosis pulmonar no progresiva en los seres humanos.

Es un material cerámico

El carburo de silicio, más comúnmente conocido como carborundo, es un compuesto cristalino extraordinariamente duro de silicio y carbono que se utiliza como material abrasivo desde su introducción a finales del siglo XIX. Utilizado principalmente en muelas abrasivas y herramientas de corte desde entonces, su uso versátil abarca desde revestimientos refractarios de hornos industriales y piezas resistentes al desgaste en bombas y motores de cohetes hasta cerámicas y semiconductores; debido a su resistencia a la corrosión y la oxidación, así como a su resistencia a altas temperaturas con una dilatación térmica mínima, constituye uno de los materiales cerámicos más utilizados en la actualidad.

El carburo de silicio es una cerámica no oxidada con una banda prohibida tres veces mayor que la de los semiconductores de silicio estándar, lo que significa que puede soportar voltajes más altos. Además, su proceso de sinterización produce partículas muy pequeñas que dañan menos los circuitos electrónicos. Cuando se añaden dopantes como el boro y el aluminio, el carburo de silicio se convierte en un semiconductor de tipo p; en cambio, cuando se introducen dopantes con fósforo y nitrógeno, pasa a ser un semiconductor de tipo n.

La sinterización del carburo de silicio es un proceso sencillo que produce productos densos con propiedades mecánicas excepcionales. Su dureza es fundamental para muchos procesos de mecanizado abrasivo, como el rectificado, el corte por chorro de agua y el chorro de arena; los lapidarios modernos también valoran la durabilidad y la gran estabilidad dimensional del carburo de silicio; incluso puede utilizarse para fabricar discos de freno de alto rendimiento para coches deportivos u otros vehículos de altas prestaciones.

Es un material para la electrónica de potencia

El carburo de silicio, o SiC, es un material cerámico no oxidado que se utiliza en aplicaciones que van desde los abrasivos y las piezas resistentes al desgaste por su dureza, hasta la metalurgia y los refractarios por su resistencia al calor y su dilatación térmica, pasando por las aplicaciones de electrónica de potencia debido a sus propiedades de resistencia a la tensión; dopado con nitrógeno o fósforo para formar semiconductores de tipo n o con dopantes de berilio, boro y aluminio para formar semiconductores de tipo p; su estructura cristalina compacta forma politípos con diferentes composiciones químicas y características eléctricas; aunque es insoluble en agua, se disuelve en álcalis o en medios que contengan hierro.

El SiC se distingue del silicio por un bandgap mucho más amplio que le permite demostrar su semiconductividad. Por ello, es un material ideal para aplicaciones de alta tensión, ya que soporta tensiones diez veces superiores a las que puede tolerar el silicio.

El carburo de silicio presenta una conductividad térmica superior, lo que le permite soportar temperaturas de hasta 1.400 ºC, muy por encima del límite de 175 ºC del silicio estándar. Por tanto, el carburo de silicio reduce la necesidad de sistemas de refrigeración activos en dispositivos electrónicos de potencia como los convertidores CC-CC y los cargadores de a bordo.

El carburo de silicio puede fabricarse mediante diversos procesos, como los métodos de reacción y CVD. Los métodos de unión por reacción consisten en mezclar SiC en polvo con polvo de carbono y plastificante antes de darle la forma deseada y quemar cualquier plastificante presente en la mezcla. El CVD consiste en calentar arena de sílice pura mezclada con coque en un horno de ladrillos de tipo resistencia eléctrica mientras se hace pasar corriente a través de su conductor; posteriormente se muele hasta convertirla en polvo fino para su uso como abrasivo.

Es un material para la industria del automóvil

El carburo de silicio, o SiC, es una de las sustancias más duras que se conocen. Se utiliza principalmente como material de automoción en discos de freno de alto rendimiento para coches deportivos y supercoches; sin embargo, los semiconductores y los componentes electrónicos de potencia también utilizan este material debido a sus excelentes propiedades físicas y eléctricas que lo hacen adecuado para aplicaciones de alta tensión.

Los materiales cerámicos con propiedades deseables de cerámica no oxidada los convierten en una opción excelente para muchas aplicaciones industriales, desde sensores y dispositivos semiconductores hasta tecnología vestible e implantes médicos. La cerámica dopada con diversas cantidades de aluminio, boro o carbono puede alcanzar características de rendimiento específicas para diversos usos industriales y producirse en dispositivos de baja tensión para su uso en alta tensión.

La estructura atómica del SiC lo convierte en un excelente conductor, lo que lo hace ideal para su uso como transistores en vehículos eléctricos (VE). Estos chips reducen el calor generado durante el funcionamiento para aumentar la eficiencia y prolongar la vida útil de la batería, además de ser capaces de soportar temperaturas de funcionamiento más elevadas, eliminando así los sistemas de refrigeración activa que añaden peso y complejidad al diseño de un VE.

La fabricación de carburo de silicio ha cambiado con el tiempo, pero su proceso básico sigue siendo similar al iniciado por Edward Acheson en 1891. Una mezcla de arena de sílice pura y carbón de coque se calienta en un horno eléctrico hasta que se enciende con una bujía eléctrica hecha de conductor de carbono, produciendo cristales verdes brillantes con una dureza considerable.