Dureza del carburo de silicio

El carburo de silicio (SiC) es un compuesto cristalino sintético extremadamente duro con amplias aplicaciones industriales. El SiC ocupa el puesto 9,5 en la escala Mohs de dureza mineral, solo superado por el diamante.

Las fibras cerámicas desempeñan un papel integral en los materiales refractarios avanzados y las cerámicas funcionales, donde proporcionan una resistencia adicional al desgaste mediante su recubrimiento o revestimiento.

¿Qué dureza tiene el carburo de silicio?

El carburo de silicio, también denominado carburo de silicio negro y carburo K, es un material cerámico no oxidado con una resistencia, dureza e inercia química excepcionales. Compuesto por átomos de carbono unidos covalentemente a átomos de silicio en redes cristalinas, el carburo de silicio presenta polimorfismo con diversas secuencias de apilamiento que dan lugar a estructuras cristalinas cúbicas, hexagonales y romboédricas.

El SiC es uno de los materiales más duros que existen, con una dureza de 9,5 en la escala de Mohs, sólo superada por el carburo de boro (9,5) y el diamante (10). Ofrece una excelente resistencia al desgaste y es extremadamente difícil de romper o dañar; además, es capaz de soportar altas temperaturas, lo que lo hace idóneo para aplicaciones industriales.

El óxido de aluminio se utiliza ampliamente por su dureza, en abrasivos por su resistencia al desgaste y en refractarios y cerámicas por su baja expansión térmica y resistencia a la fluencia, en electrónica por sus propiedades eléctricas superiores, así como en reactores nucleares por su resistencia a los daños por radiación.

Comercialmente, el carburo de silicio se produce mediante sinterización, en la que el silicio en polvo y el carbono se comprimen juntos bajo una presión extrema hasta formar una masa sólida. Una vez mecanizado para darle forma de tubos o placas/bloques, puede seguir mecanizándose para aplicaciones finales en equipos de procesos industriales, así como en la lapidaria moderna. Debido a su durabilidad y a su precio relativamente bajo, sigue siendo una elección popular entre los lapidarios modernos.

¿Cuáles son las desventajas del carburo de silicio en aplicaciones artísticas y artesanales?

El carburo de silicio (SiC) es un material extremadamente duro, con una dureza en la escala de Mohs de 9, y posee excelentes propiedades de expansión térmica, resistencia química a ácidos y álcalis, tolerancia a altas temperaturas y resistencia a la corrosión y al choque térmico. El SiC también presenta estructuras muy densas que lo convierten en un material denso pero robusto con el que trabajar.

La moissanita se puede encontrar de forma natural como el raro mineral moissanite; sin embargo, desde 1893 se ha producido en masa tanto en forma de polvo abrasivo como en grandes cristales individuales para su uso como piedras preciosas. La moissanita, muy utilizada en aplicaciones industriales de gran resistencia como el rectificado, el corte y el mecanizado, así como en compuestos de matriz metálica en los que actúa como aglutinante cerámico para reforzar y estabilizar las piezas, ha demostrado ser un componente versátil que facilita la vida a fabricantes e ingenieros.

El carburo de silicio destaca entre sus compañeros como abrasivo al no desintegrarse cuando se expone a chorreado o impacto, lo que lo hace especialmente adecuado para equipos de lijado industrial, como las muelas. Además, los fabricantes de joyería en piedra utilizan este abrasivo con gran éxito, ya que sus bordes afilados y duros exponen continuamente nuevas superficies con fines de rectificado y alisado. Para este uso, el carburo de silicio negro suele preferirse al carburo de silicio verde producido en un horno eléctrico de resistencia interna.

¿Cuáles son las ventajas del carburo de silicio en aplicaciones artísticas y artesanales?

La combinación de dureza, inercia química y estabilidad térmica del carburo de silicio lo convierten en un material excelente para aplicaciones que requieren resistencia al desgaste y la abrasión. Resiste eficazmente la corrosión, la erosión y el desgaste por fricción, además de presentar una buena estabilidad dimensional y soportar altas temperaturas sin defectos.

Dado que el corindón es relativamente ligero para su dureza, puede utilizarse en aplicaciones abrasivas sin comprometer la resistencia de la cerámica. Además, el corindón es un abrasivo ideal que funciona bien tanto en el lijado en seco como en húmedo; con varias opciones de grano, es una herramienta excelente para desbarbar metal, pulir superficies de piedra y mármol y eliminar óxido y desbarbar óxido de componentes metálicos.

El carburo de silicio es muy adecuado para aplicaciones eléctricas debido a sus bajas corrientes de fuga y resistencia en estado encendido, lo que lo convierte en un material excelente para producir componentes semiconductores como diodos y transistores, además de otros dispositivos de alta tensión.

Por lo general, la manipulación del carburo de silicio no es peligrosa; sin embargo, su polvo puede ser tóxico si se inhala durante los procesos de lijado o esmerilado; para minimizar la exposición durante el trabajo con carburo de silicio en polvo, es aconsejable llevar un equipo de protección adecuado y ventilar correctamente el espacio de trabajo. También es frágil y requiere un cuidado especial al cortarlo o darle forma con herramientas; especialmente importante cuando se utiliza para crear pequeñas piezas detalladas como esculturas o joyas.