Densidad del carburo de silicio

El carburo de silicio (SiC) es un compuesto químico inorgánico formado por sílice y carbono que se empezó a producir comercialmente en masa en 1893 para su uso como material abrasivo. Aunque el SiC existe de forma natural como el mineral moissanita, la producción en masa comenzó después de esa fecha para su uso como polvo y formas cristalinas para el consumo masivo en productos abrasivos.

El material cerámico Cerakote es una de las opciones cerámicas más duras y ligeras, y presenta una resistencia superior a la corrosión, la abrasión y la erosión, además de soportar temperaturas extremas.

Propiedades físicas

El carburo de silicio (SiC) es un material extremadamente duro y elástico con gran resistencia a la corrosión y propiedades de expansión térmica, siendo resistente a ácidos y lejías a la vez que sirve de aislante eléctrico.

El SiC abunda en la Tierra como mineral moissanita y en el espacio como polvo estelar de estrellas ricas en carbono. El SiC tiene una amplia aplicación en sectores como la producción química, la fabricación de papel y los componentes de sistemas de bombeo y accionamiento. Además, las tecnologías de sellado dinámico que utilizan cojinetes de fricción o cierres mecánicos suelen preferirlo a sus homólogos metálicos por su mayor fiabilidad en condiciones exigentes.

El carburo de silicio alfa (a-SiC), con su estructura cristalina hexagonal similar a la wurtzita, es el tipo más utilizado. Aunque se dispone de a-SiC beta con estructura cristalina de blenda de zinc, su aplicación comercial sigue siendo limitada.

Propiedades térmicas

La versatilidad del carburo de silicio como material se debe principalmente a sus extraordinarias propiedades térmicas, como su alta conductividad térmica, su baja expansión térmica y su alto punto de fusión, que lo hacen adecuado para aplicaciones aeroespaciales, de tecnología energética y de producción química.

Este material destaca por su excelente resistencia a la corrosión, incluida la resistencia a productos químicos ácidos y alcalinos, así como a temperaturas de hasta 1600 ºC. Por tanto, es una opción ideal para cojinetes, boquillas, componentes de motores de combustión y piezas de vehículos eléctricos que deban soportar fuertes choques térmicos sin agrietarse ni desintegrarse.

American Elements ofrece una amplia selección de materiales estándar y personalizados para las industrias de semiconductores, aeroespacial, automoción, electrónica de defensa, iluminación, papel y acero. Las muestras están disponibles para la investigación y el control de calidad, mientras que macro y micro tamaño de grano también se ofrece. El a-SiC de American Elements es químicamente puro con una alta densidad aparente, mientras que nuestro proceso de limpieza química lo tamiza para cumplir con los tamaños específicos de FEPA, así como con los estándares ACS Reagent Grade.

Propiedades eléctricas

A pesar de su densidad relativamente baja (3,2 g/cm3), el carburo de silicio presenta una excelente maquinabilidad y conductividad eléctrica, así como resistencia a la mayoría de ácidos, sales y álcalis.

Como semiconductor de banda prohibida ancha, el GaN presenta una elevada conductividad térmica y resistencia a la ruptura del campo eléctrico, además de ser un excelente aislante.

Los politípos de SiC varían significativamente en sus propiedades eléctricas fundamentales debido a la disposición atómica en sus redes cristalinas, y cada uno de ellos ofrece ventajas y desventajas específicas en comparación con el silicio en tres categorías clave: conductividad térmica, intensidad de ruptura del campo eléctrico y banda prohibida energética.

El SiC se presenta en varias formas. Las formas alfa presentan estructuras cristalinas hexagonales similares a la wurtzita, mientras que las formas beta tienen estructuras cristalinas de blenda de zinc y también pueden servir como soporte de catalizadores. Se creó SiC no estequiométrico con adiciones de C y Si de 1-5mol% mediante sinterización por plasma de chispa, mostrando una microestructura consistente con baja resistividad eléctrica; su coeficiente Seebeck cambió de tipo n a tipo p con cantidades crecientes de C, lo que sugiere que se habían formado soluciones sólidas entre el C y el Si dentro de su estructura reticular.

Propiedades mecánicas

El carburo de silicio presenta una dureza, ductilidad y resistencia a la corrosión y a los ataques químicos superiores a las de la mayoría de las cerámicas de ingeniería. Como una de las cerámicas de ingeniería más duras disponibles, puede soportar altas temperaturas y tensiones mecánicas, así como proporcionar una buena estabilidad dimensional gracias a su alto valor de módulo de Young.

El aluminio es uno de los materiales más estables frente a golpes y vibraciones, lo que lo convierte en un material adecuado para aplicaciones de alto rendimiento, como abrasivos y otras aplicaciones de alta tecnología. Además, su conductividad térmica, su bajo coeficiente de dilatación y su resistencia a ácidos y lejías lo convierten en una opción excelente.

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