Todo lo que necesita saber sobre la placa de carburo de silicio

La placa de carburo de silicio es un material duro y resistente que se utiliza habitualmente en aplicaciones industriales y de ingeniería. En este artículo trataremos todo lo que necesita saber sobre este versátil material: su composición, procesos de fabricación y aplicaciones de uso.

La dureza permite a estas placas ofrecer protección frente a múltiples amenazas, como balas y proyectiles perforantes, al tiempo que proporcionan una excepcional resistencia química.

Dureza

El carburo de silicio (SiC) es uno de los materiales más duros que existen, sólo superado por el diamante. Debido a su extrema dureza, el carburo de silicio es ideal para placas de blindaje, herramientas de corte y componentes resistentes al desgaste, y posee grandes propiedades mecánicas, como la resistencia a la fractura, el módulo de Young y la resistencia a la flexión.

Las placas de SiC son un componente integral de los sistemas de blindaje corporal y de vehículos para aplicaciones balísticas, que proporcionan protección contra diversos tipos de proyectiles, desde balas de pistola hasta fragmentos de alta velocidad. Su construcción ligera permite una mayor movilidad y comodidad para los usuarios, al tiempo que aligera la carga del vehículo.

Las propiedades únicas del carburo de silicona lo convierten en una opción excelente para aplicaciones militares y policiales, incluidas las aplicaciones de blindaje de carrocerías y vehículos. Puede soportar impactos de balas y proyectiles perforantes con una penetración significativa; además, protege frente a fragmentos de alta velocidad y amenazas químicas.

GAB Neumann ofrece productos de carburo de silicona para equipos de proceso y protección balística, utilizando un intrincado proceso de fabricación que consiste en la preparación del polvo y la mezcla con aglutinantes, la extrusión o el conformado por prensado isostático en frío, el mecanizado y, por último, la sinterización a altas temperaturas y presión. El material de alto rendimiento producido es comparable al carburo de boro en términos de densidad, dureza y capacidad balística, pero con un coste de fabricación inferior, lo que lo convierte en una alternativa superior a la cerámica de alúmina en estas aplicaciones.

Conductividad térmica

Las placas de carburo de silicio presentan una alta conductividad térmica y pueden calentarse o enfriarse rápidamente, lo que las hace adecuadas para aplicaciones en las que las temperaturas fluctúan con rapidez, como hornos u otros entornos de tratamiento térmico. Además, este material presenta bajos índices de dilatación térmica que lo hacen estable incluso en entornos que experimentan rápidos cambios de temperatura.

El SiC es un material excepcionalmente duro, fuerte y químicamente inerte, por lo que es muy resistente a la corrosión en entornos agresivos, ideal para procesos industriales en los que se utilizan productos químicos u otras sustancias corrosivas. Además, la resistencia mecánica del SiC le permite soportar altos niveles de tensión sin dañarse ni deformarse.

La resistencia química del SiC también es beneficiosa en aplicaciones de alta tecnología, como los espejos de telescopios espaciales. Debido a su capacidad para soportar temperaturas extremadamente altas sin perder su integridad, el SiC es un material ideal para estos espejos, lo que hace que los telescopios astronómicos con niveles intensos de calor se adapten perfectamente a los espejos fabricados con SiC. Los aceleradores de partículas también utilizan con frecuencia este material por su capacidad para soportar altas temperaturas y voltajes sin fundirse ni distorsionar su rendimiento.

El carburo de silicio se presenta en diversas formas y tiene cualidades y propiedades únicas. El más común es el carburo de silicio alfa (a-SiC), con su estructura cristalina hexagonal similar a la wurtzita; esta forma se utiliza mucho en aplicaciones industriales. El carburo de silicio beta (b-SiC), con su estructura cristalina de zinc blenda que lo hace menos quebradizo que su versión alfa, tiene menos aplicaciones pero sigue siendo una opción económica.

Resistencia a altas temperaturas

La placa de carburo de silicio ofrece una resistencia excepcional a las altas temperaturas, cualidad indispensable en muchas aplicaciones industriales. Fabricado por sinterización de polvo de SiC bajo presión y calor extremos, este material cerámico da como resultado un producto extremadamente denso que mantiene su resistencia mecánica incluso a temperaturas elevadas. Gracias a su capacidad para resistir el choque térmico y la degradación química en entornos hostiles, el carburo de silicio es una opción excelente para la protección de blindajes, herramientas de corte, componentes resistentes al desgaste y componentes resistentes al desgaste en general.

El carburo de silicio se diferencia de otros materiales cerámicos en que presenta una dilatación térmica muy baja y resistencia a la corrosión por sustancias ácidas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de procesamiento químico en las que los materiales podrían entrar en contacto con ácidos, abrasivos u otros productos químicos agresivos. Las placas de carburo de silicio también presentan excelentes propiedades eléctricas, lo que las hace idóneas para sustratos de semiconductores o componentes electrónicos.

Las placas de carburo de silicio se fabrican en varias etapas, desde la preparación del polvo y la mezcla con aglutinantes, la conformación, la sinterización y el esmerilado/pulido hasta el envasado del producto final en cajas de cartón/madera o a medida según las especificaciones del cliente. Las placas de carburo de silicio tienen numerosas aplicaciones, como muelas/ruedas de corte/rectificado de varios tipos/grados/tamaños o muelas fabricadas con ellas; revestimiento resistente al calor para molinos de bolas, así como boquillas de granallado/componentes de ciclones que necesitan resistencia a la erosión, son sólo algunos ejemplos de usos/aplicaciones en los que se pueden encontrar placas/planchas/barreras de carburo de silicio.

Resistencia química

El carburo de silicio es muy resistente a los productos químicos y no muestra cambios de comportamiento ni siquiera en presencia de ácidos y álcalis fuertes, lo que lo hace adecuado para entornos con gases o líquidos corrosivos. Además, presenta excelentes propiedades de resistencia al choque térmico, al tiempo que se mantiene dimensionalmente estable a temperaturas elevadas.

La estabilidad química del carburo de silicio permite utilizarlo como material abrasivo en herramientas de corte y otras aplicaciones industriales, con una dureza Mohs de 9,5 (casi equivalente a la del diamante) que le confiere unas propiedades de esmerilado superiores y sus características de fractura lo hacen también adecuado para productos de papel y tela abrasivos.

La cerámica de carborundo se utiliza a menudo en la impresión con carborundo, una forma de impresión por colagrafía. La plancha de aluminio, recubierta de una pasta que contiene granos de carborundo, se coloca en una prensa de cilindros utilizada para la impresión calcográfica para producir marcas impresas en su superficie.

Las placas de carburo de silicio, debido a su excepcional dureza, protección frente a múltiples amenazas y durabilidad, son un componente indispensable de los modernos equipos de protección y blindaje. Las placas de carburo de silicio pueden encontrarse en chalecos, cascos y otros sistemas de blindaje utilizados por militares, agentes del orden y personal de seguridad, especialmente cuando se trata de amenazas balísticas como balas, metralla y proyectiles perforantes. Además, la ligereza de las placas de SiC reduce el desgaste y la fatiga de los usuarios.