Durezza del carburo di silicio

Il carburo di silicio (SiC) è un composto cristallino estremamente duro prodotto sinteticamente con ampie applicazioni industriali. Il SiC si colloca al 9,5° posto della scala Mohs di durezza dei minerali, secondo solo al diamante.

Le fibre ceramiche sono parte integrante dei materiali refrattari avanzati e delle ceramiche funzionali, dove forniscono una maggiore resistenza all'usura grazie al rivestimento o alla placcatura.

Quanto è duro il carburo di silicio?

Il carburo di silicio, chiamato anche carburo di silicio nero e carburo di K, è un materiale ceramico non ossidato con eccezionali caratteristiche di resistenza, durezza e inerzia chimica. Composto da atomi di carbonio legati covalentemente con atomi di silicio in reticoli cristallini, il carburo di silicio presenta un polimorfismo con varie sequenze di impilamento che danno origine a strutture cristalline cubiche, esagonali e romboedriche.

Il SiC è uno dei materiali più duri disponibili, con un grado di durezza di 9,5 sulla scala Mohs, secondo solo al carburo di boro (9,5) e al diamante (10). Offre un'eccellente resistenza all'usura ed è estremamente difficile da rompere o danneggiare; inoltre, è in grado di sopportare temperature elevate che lo rendono adatto alle applicazioni industriali.

L'ossido di alluminio è ampiamente utilizzato per la sua durezza, negli abrasivi per la sua resistenza all'usura, nei refrattari e nelle ceramiche per la sua bassa espansione termica e resistenza al creep, nell'elettronica per le sue proprietà elettriche superiori e nei reattori nucleari per la sua resistenza ai danni da radiazioni.

Commercialmente, il carburo di silicio viene prodotto tramite sinterizzazione, dove silicio e carbonio in polvere vengono compressi insieme sotto estrema pressione in una massa solida. Dopo essere stato lavorato per ottenere la forma di tubi o piastre/blocchi, può essere ulteriormente lavorato per le applicazioni finali nelle apparecchiature di processo industriali e nella moderna lapidaria. Grazie alla sua durata e al prezzo relativamente basso, rimane una scelta popolare tra i lapidari moderni.

Quali sono gli svantaggi del carburo di silicio nelle applicazioni artistiche e artigianali?

Il carburo di silicio (SiC) è un materiale estremamente duro, con un grado di durezza della scala Mohs pari a 9, e presenta eccellenti proprietà di espansione termica, resistenza chimica agli acidi e agli alcali, tolleranza alle alte temperature e resistenza alla corrosione e agli shock termici. Il SiC vanta anche strutture molto dense che lo rendono un materiale denso ma robusto da lavorare.

La moissanite si trova in natura sotto forma di raro minerale, ma dal 1893 viene prodotta in serie sia sotto forma di polvere abrasiva che di grandi cristalli singoli da utilizzare come pietre preziose. Utilizzata ampiamente in applicazioni industriali resistenti come la molatura, il taglio e la lavorazione, nonché nei compositi a matrice metallica, dove agisce come legante ceramico per rafforzare e stabilizzare le parti, la moissanite si è dimostrata un componente versatile che semplifica la vita di produttori e ingegneri.

Il carburo di silicio si distingue dai suoi simili come abrasivo per il fatto che non si disintegra quando viene esposto a sabbiatura o impatto, rendendolo particolarmente adatto per le attrezzature di levigatura industriale come le ruote. Inoltre, i creatori di gioielli in pietra utilizzano questo abrasivo con grande successo, poiché i suoi bordi duri e affilati espongono continuamente nuove superfici per la levigatura e l'affilatura. Il carburo di silicio nero è spesso preferito al carburo di silicio verde prodotto in un forno a resistenza elettrica interna per questo uso.

Quali sono i vantaggi del carburo di silicio nelle applicazioni artistiche e artigianali?

La combinazione di durezza, inerzia chimica e stabilità termica del carburo di silicio lo rende un materiale eccellente per le applicazioni che richiedono resistenza all'usura e all'abrasione. Resiste efficacemente alla corrosione, all'erosione e all'usura da attrito, oltre a vantare una buona stabilità dimensionale e a sopportare senza problemi le alte temperature.

Poiché il corindone è relativamente leggero per la sua durezza, può essere utilizzato in applicazioni abrasive senza compromettere la resistenza della ceramica. Inoltre, il corindone è un abrasivo ideale che funziona bene sia a umido che a secco; con diverse opzioni di grana, è uno strumento eccellente per sbavare il metallo, lucidare le superfici di pietra e marmo e rimuovere la ruggine e sbavare la ruggine dai componenti metallici.

Il carburo di silicio è particolarmente adatto alle applicazioni elettriche grazie alle sue basse correnti di dispersione e alla resistenza di stato, che lo rendono un materiale eccellente per la produzione di componenti semiconduttori come diodi e transistor, oltre ad altri dispositivi ad alta tensione.

Il carburo di silicio non è generalmente pericoloso da maneggiare; tuttavia, la sua polvere può essere tossica se inalata durante i processi di levigatura o di smerigliatura; per ridurre al minimo l'esposizione durante il lavoro con il carburo di silicio in polvere, è bene indossare un equipaggiamento protettivo adeguato e ventilare correttamente lo spazio di lavoro. Il carburo di silicio è inoltre fragile e richiede una particolare attenzione quando viene tagliato o modellato con gli utensili; ciò è particolarmente importante quando viene utilizzato per creare piccoli pezzi dettagliati come sculture o gioielli.