{"id":42,"date":"2024-03-26T16:24:26","date_gmt":"2024-03-26T08:24:26","guid":{"rendered":"http:\/\/siliconcarbideceramic.net\/?p=42"},"modified":"2024-03-26T16:24:27","modified_gmt":"2024-03-26T08:24:27","slug":"estructura-y-aplicaciones-del-carburo-de-silicio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/es\/silicon-carbide-structure-and-applications\/","title":{"rendered":"Estructura y aplicaciones del carburo de silicio"},"content":{"rendered":"<p>El carburo de silicio, o SiC, es un material extremadamente resistente y duradero con unas propiedades el\u00e9ctricas \u00fanicas.<\/p>\n<p>El carbono cristalino puede encontrarse cristalizando en estructuras densamente empaquetadas que est\u00e1n enlazadas covalentemente entre s\u00ed. Sus \u00e1tomos forman dos tetraedros de coordinaci\u00f3n primaria con cuatro \u00e1tomos de carbono y cuatro \u00e1tomos de silicio en cada esquina que se enlazan a trav\u00e9s de sus esquinas para formar estructuras de tipo polo denominadas polimorfos.<\/p>\n<h2>Propiedades f\u00edsicas<\/h2>\n<p>El carburo de silicio es un material extremadamente duro con una dureza Mohs entre 9 y 10, entre la al\u00famina y el diamante. El carburo de silicio se utiliza ampliamente como material abrasivo en la lapidaria moderna, en operaciones de rectificado y mecanizado, como revestimiento refractario para hornos industriales, herramientas de corte, piezas resistentes al desgaste de bombas y motores de cohetes, as\u00ed como cinta de agarre resistente al desgaste en monopatines y en el grabado con carborundo, el proceso de aplicar grano de carborundo a una placa de aluminio y luego imprimir sobre papel utilizando prensas de lecho rodante (Mountain).<\/p>\n<p>Los policarbonatos sint\u00e9ticos pueden producirse sint\u00e9ticamente mediante procesos de uni\u00f3n por reacci\u00f3n o de sinterizaci\u00f3n, siendo este \u00faltimo mejorado mediante la adici\u00f3n de carbono 0,5% o boro 0,5% como ayuda a la sinterizaci\u00f3n, para evitar la difusi\u00f3n superficial y modificar la energ\u00eda del l\u00edmite de grano (Monta\u00f1a).<\/p>\n<p>El SiC es una cer\u00e1mica industrial impresionante con diversas propiedades mec\u00e1nicas que lo hacen inestimable en diversos entornos industriales. Gracias a su alta conductividad t\u00e9rmica y sus bajos \u00edndices de dilataci\u00f3n t\u00e9rmica, su uso en electr\u00f3nica de potencia para sistemas de propulsi\u00f3n de veh\u00edculos el\u00e9ctricos terrestres es ahora m\u00e1s frecuente que nunca. Adem\u00e1s, las caracter\u00edsticas el\u00e9ctricas del SiC tambi\u00e9n podr\u00edan sustituir a los semiconductores de silicio tradicionales en aplicaciones de mayor tensi\u00f3n, como los inversores de tracci\u00f3n para veh\u00edculos el\u00e9ctricos y los convertidores CC\/CC para estaciones de carga.<\/p>\n<h2>Propiedades qu\u00edmicas<\/h2>\n<p>El carburo de silicio puede doparse con nitr\u00f3geno y f\u00f3sforo para formar semiconductores de tipo n, mientras que el berilio, el boro, el aluminio y el galio pueden doparse en \u00e9l para fabricar semiconductores de tipo p. Debido a su estructura sim\u00e9trica y compacta, el carburo de silicio constituye una plataforma ideal para el dopaje.<\/p>\n<p>El material refractario es duro, quebradizo y conductor t\u00e9rmico. Puede soportar altas temperaturas y tensiones, mientras que su bajo coeficiente de dilataci\u00f3n t\u00e9rmica ofrece ventajas cuando se utiliza en aplicaciones sujetas a variaciones de temperatura.<\/p>\n<p>Aunque la moissanita natural (Csi3SiO6) puede encontrarse en meteoritos y kimberlita, la mayor parte del carburo de silicio que se vende hoy en d\u00eda es sint\u00e9tico. Es qu\u00edmicamente inerte, ya que resiste la corrosi\u00f3n de los \u00e1cidos org\u00e1nicos y los \u00e1lcalis, a excepci\u00f3n de los \u00e1cidos fluorh\u00eddrico y sulf\u00farico; insoluble en agua u otros disolventes, pero soluble en \u00e1lcalis fundidos como NaOH o KOH.<\/p>\n<h2>Propiedades el\u00e9ctricas<\/h2>\n<p>El carburo de silicio (SiC) es un material semiconductor, situado entre los metales (que conducen la electricidad) y los aislantes (que no lo hacen). Las propiedades el\u00e9ctricas del SiC dependen de la temperatura y de las impurezas de su composici\u00f3n: a bajas temperaturas act\u00faa como un aislante, mientras que a temperaturas m\u00e1s altas su conductividad se hace notable. La conductividad del SiC puede mejorarse a\u00f1adiendo impurezas de aluminio, boro o galio, que aumentan los portadores de carga libres y convierten el SiC en un semiconductor de tipo P.<\/p>\n<p>La combinaci\u00f3n de propiedades f\u00edsicas y qu\u00edmicas de la arcilla la convierten en un material atractivo en diversas industrias, desde placas cer\u00e1micas que aumentan la resistencia a la abrasi\u00f3n y la fuerza de frenado, hasta su alta conductividad t\u00e9rmica y bajo coeficiente de dilataci\u00f3n, que permiten utilizarla en aplicaciones de alta temperatura.<\/p>\n<p>Adem\u00e1s, su exclusivo bandgap le permite funcionar a voltajes y frecuencias m\u00e1s altos que la electr\u00f3nica tradicional basada en el silicio, lo que lo convierte en el material perfecto para dispositivos de potencia como diodos, transistores y tiristores.<\/p>\n<h2>Propiedades t\u00e9rmicas<\/h2>\n<p>El carburo de silicio (SiC) es una cer\u00e1mica inorg\u00e1nica con propiedades t\u00e9rmicas superiores, lo que lo hace adecuado para muchas aplicaciones diferentes. El carburo de silicio se utiliza en aplicaciones que van desde piezas resistentes al desgaste y abrasivos debido a su dureza; en refractarios y cer\u00e1micas debido a su resistencia al calor y baja expansi\u00f3n t\u00e9rmica; as\u00ed como en electr\u00f3nica donde su capacidad para conducir la electricidad bajo temperaturas extremas.<\/p>\n<p>El SiC es un conductor t\u00e9rmico eficaz debido a su estructura cristalina c\u00fabica de diamante con la mitad de los \u00e1tomos sustituidos por silicio, lo que proporciona una conductividad t\u00e9rmica superior. El SiC presenta un intervalo de bandas eficiente que permite a los electrones moverse f\u00e1cilmente entre sus bandas de valencia y conducci\u00f3n, en comparaci\u00f3n con los aislantes, que requieren cantidades excesivas de energ\u00eda para que los electrones crucen este intervalo entre sus bandas.<\/p>\n<p>La estructura cristalina del SiC puede adoptar diversas formas, conocidas como poliotipos. Cada polipo consiste en capas apiladas en secuencias de apilamiento espec\u00edficas que dan lugar a disposiciones at\u00f3micas \u00fanicas, lo que confiere al SiC un calor espec\u00edfico extremadamente alto y un coeficiente de expansi\u00f3n t\u00e9rmica bajo.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Silicon carbide, or SiC, is an extremely strong and durable material with some unique electrical properties. Crystalline carbon can be [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"class_list":["post-42","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-sic-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/42","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=42"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/42\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":43,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/42\/revisions\/43"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=42"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=42"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=42"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}