Tutto quello che c'è da sapere sulla piastra in carburo di silicio

La lastra di carburo di silicio è un materiale duro e resistente comunemente utilizzato nelle applicazioni industriali e ingegneristiche. In questo articolo vi illustreremo tutto ciò che c'è da sapere su questo materiale versatile: la sua composizione, i processi di produzione e le applicazioni d'uso.

La durezza consente a queste piastre di proteggere da molteplici minacce, come proiettili e proiettili perforanti, garantendo al contempo un'eccezionale resistenza chimica.

Durezza

Il carburo di silicio (SiC) è uno dei materiali più duri disponibili, secondo solo al diamante. Grazie a questa estrema durezza, il SiC è ideale per le piastre di armatura, gli utensili da taglio e i componenti resistenti all'usura; vanta inoltre ottime proprietà meccaniche, tra cui la tenacità alla frattura, il modulo di Young e la resistenza alla flessione.

Le piastre SiC sono una componente integrale dei sistemi di armatura per il corpo e per i veicoli per applicazioni balistiche, in grado di fornire protezione da vari tipi di proiettili, dai proiettili di pistola ai frammenti ad alta velocità. La loro struttura leggera consente una maggiore mobilità e comfort per gli utenti, alleggerendo il carico dei veicoli.

Le proprietà uniche del carburo di silicone lo rendono una scelta eccellente per le applicazioni militari e delle forze dell'ordine, comprese le applicazioni di blindatura del corpo e dei veicoli. Può resistere agli impatti di proiettili e proiettili perforanti con una penetrazione significativa; inoltre, protegge dai frammenti ad alta velocità e dalle minacce chimiche.

GAB Neumann offre prodotti in carburo di silicone per apparecchiature di processo e protezione balistica, utilizzando un intricato processo di produzione che consiste nella preparazione della polvere e nella miscelazione con leganti, nell'estrusione o nella formatura per pressione isostatica a freddo, nella lavorazione e infine nella sinterizzazione ad alta temperatura e pressione. Il materiale ad alte prestazioni prodotto è paragonabile al carburo di boro in termini di densità, durezza e capacità balistica, ma con un costo di produzione inferiore, che lo rende un'alternativa superiore alla ceramica di allumina in queste applicazioni.

Conduttività termica

Le piastre in carburo di silicio vantano un'elevata conducibilità termica e sono in grado di riscaldarsi o raffreddarsi rapidamente, rendendole adatte ad applicazioni in cui le temperature fluttuano rapidamente, come forni o altri ambienti di trattamento termico. Inoltre, questo materiale vanta bassi tassi di espansione termica che lo rendono stabile anche in ambienti con rapidi sbalzi di temperatura.

Il SiC è un materiale eccezionalmente duro, forte e chimicamente inerte che lo rende altamente resistente alla corrosione in ambienti difficili, ideale per i processi industriali che utilizzano sostanze chimiche o altre sostanze corrosive. Inoltre, grazie alla sua resistenza ai danni meccanici, il SiC può sopportare elevati livelli di stress senza subire danni o deformazioni.

La resistenza chimica del SiC è vantaggiosa anche nelle applicazioni high-tech, tra cui gli specchi dei telescopi spaziali. Grazie alla sua capacità di resistere a temperature estremamente elevate mantenendo l'integrità, il SiC è la scelta ideale per questi specchi, rendendo i telescopi astronomici con livelli intensi di calore un'ottima scelta per gli specchi in SiC. Anche gli acceleratori di particelle utilizzano spesso questo materiale, grazie alla sua capacità di gestire temperature e tensioni elevate senza fondersi o alterare le proprie prestazioni.

Il carburo di silicio si presenta in varie forme e ha qualità e proprietà uniche. La forma più comune è il carburo di silicio alfa (a-SiC), con la sua struttura cristallina esagonale simile alla Wurtzite; questa forma è ampiamente utilizzata nelle applicazioni industriali. Il carburo di silicio beta (b-SiC), con la sua struttura cristallina di blenda di zinco che lo rende meno fragile della versione alfa, ha meno applicazioni ma rimane una scelta economica.

Resistenza alle alte temperature

La lastra di carburo di silicio offre un'eccezionale resistenza alle alte temperature, una qualità indispensabile in molte applicazioni industriali. Realizzato mediante sinterizzazione di polvere di SiC sottoposta a pressione e calore estremi, questo materiale ceramico dà origine a un prodotto estremamente denso che mantiene la sua resistenza meccanica anche a temperature elevate. Grazie alla sua capacità di resistere agli shock termici e alla degradazione chimica in ambienti difficili, il carburo di silicio è una scelta eccellente per la protezione di armature, utensili da taglio, componenti resistenti all'usura e componenti resistenti all'usura in generale.

Il carburo di silicio si distingue dagli altri materiali ceramici per la bassissima espansione termica e la resistenza alla corrosione da sostanze acide, che lo rendono adatto alle applicazioni di lavorazione chimica in cui i materiali possono entrare in contatto con acidi, abrasivi o altre sostanze chimiche aggressive. Le lastre di carburo di silicio presentano anche eccellenti proprietà elettriche che le rendono adatte ai substrati di semiconduttori o ai componenti elettronici.

Le piastre di carburo di silicio vengono prodotte attraverso diverse fasi, dalla preparazione delle polveri e la loro miscelazione con i leganti, la formatura, la sinterizzazione e la macinazione/lucidatura fino al confezionamento del prodotto finale in cartoni/scatole di legno o su misura secondo le specifiche del cliente. Le piastre di carburo di silicio hanno numerose applicazioni, tra cui ruote da taglio/macinazione di vari tipi/gradi/dimensioni o mole realizzate con esse; rivestimenti resistenti al calore per mulini a sfere e ugelli di granigliatura/componenti di cicloni che necessitano di resistenza all'erosione sono solo alcuni esempi di usi/applicazioni/applicazioni in cui si possono trovare piastre/fogli/barriere di carburo di silicio.

Resistenza chimica

Il carburo di silicio è altamente resistente agli agenti chimici, non mostrando cambiamenti di comportamento anche in presenza di acidi e alcali forti, il che lo rende adatto ad ambienti con gas o liquidi che causano corrosione. Inoltre, vanta eccellenti proprietà di resistenza agli shock termici, pur rimanendo dimensionalmente stabile a temperature elevate.

La stabilità chimica del carburo di silicio ne consente l'utilizzo come materiale abrasivo negli utensili da taglio e in altre applicazioni industriali, con una durezza Mohs di 9,5 (quasi equivalente a quella del diamante) che garantisce proprietà di rettifica superiori e le sue caratteristiche di frattura che lo rendono adatto anche ai prodotti in carta e tela abrasiva.

La ceramica al carborundum è spesso utilizzata nella stampa al carborundum, una forma di stampa a collage. Rivestita con una pasta contenente graniglia di carborundum, una lastra di alluminio viene posta su un torchio a rulli utilizzato per la stampa calcografica per produrre segni stampati sulla sua superficie.

Le piastre in carburo di silicio, grazie alla loro eccezionale durezza, protezione da più minacce e durata, sono un componente indispensabile dei moderni dispositivi di protezione e delle armature. Le piastre SiC si trovano nei giubbotti, negli elmetti e in altri sistemi di armatura indossati da militari, forze dell'ordine e personale di sicurezza; in particolare quando si tratta di minacce balistiche come proiettili, schegge e proiettili perforanti. Inoltre, la leggerezza delle piastre SiC riduce l'usura e la fatica di chi le indossa.