Dureza do carboneto de silício

O carboneto de silício (SiC) é um composto cristalino sintético extremamente duro, com amplas aplicações industriais. O SiC atinge um valor de 9,5 na escala de dureza de Mohs – ficando apenas atrás do diamante neste aspeto.

As fibras cerâmicas desempenham um papel fundamental nos materiais refratários avançados e nas cerâmicas funcionais, onde proporcionam uma resistência ao desgaste adicional, graças ao facto de serem revestidas ou galvanizadas para aumentar essa resistência.

Qual é a dureza do carboneto de silício?

O carboneto de silício, também conhecido como carboneto de silício preto e carboneto K, é um material cerâmico não óxido com resistência, dureza e inércia química excecionais. Composto por átomos de carbono ligados covalentemente a átomos de silício em redes cristalinas, o carboneto de silício apresenta polimorfismo com várias sequências de empilhamento que dão origem a estruturas cristalinas cúbicas, hexagonais e romboédricas.

O SiC é um dos materiais mais duros que existem, com uma classificação de 9,5 na escala de Mohs — ficando apenas atrás do carboneto de boro (9,5) e do diamante (10). Oferece uma excelente resistência ao desgaste e é extremamente difícil de partir ou danificar; além disso, é capaz de suportar altas temperaturas, o que o torna adequado para aplicações industriais.

O óxido de alumínio é amplamente utilizado devido à sua dureza, em abrasivos pela sua resistência ao desgaste e em refratários e cerâmicas pela sua baixa expansão térmica e resistência à deformação por fluência, na indústria eletrónica devido às suas propriedades elétricas superiores, bem como em reatores nucleares devido à sua resistência aos danos causados pela radiação.

A nível comercial, o carboneto de silício é produzido através do processo de sinterização, no qual o silício e o carbono em pó são comprimidos em conjunto sob pressão extrema, formando uma massa sólida. Depois de ser maquinado para assumir a forma de tubos ou placas/blocos, pode ser submetido a um processamento adicional para aplicações finais em equipamentos de processos industriais, bem como na lapidação moderna. Devido à sua durabilidade e ao seu preço relativamente acessível, continua a ser uma escolha popular entre os lapidários modernos.

Quais são as desvantagens do carboneto de silício em aplicações artísticas e artesanais?

O carboneto de silício (SiC) é um material extremamente duro, com uma dureza de 9 na escala de Mohs, e apresenta excelentes propriedades de expansão térmica, resistência química a ácidos e álcalis, tolerância a altas temperaturas, bem como resistência à corrosão e ao choque térmico. O SiC apresenta ainda estruturas muito densas, o que o torna um material denso, mas robusto, de fácil manuseamento.

A moissanita pode ser encontrada na natureza como o mineral raro moissanita; no entanto, desde 1893 que é produzida em massa, tanto na forma de pó abrasivo como de grandes cristais únicos para utilização como pedras preciosas. Utilizada amplamente em aplicações industriais que exigem grande resistência ao desgaste, como esmerilagem, corte e maquinagem, bem como em compósitos de matriz metálica, onde atua como aglutinante cerâmico para reforçar e estabilizar peças, a moissanite provou ser um componente versátil que facilita a vida a fabricantes e engenheiros.

O carboneto de silício destaca-se dos demais abrasivos por não se desintegrar quando exposto a jatos de areia ou a impactos, o que o torna particularmente adequado para equipamentos industriais de lixagem, como os discos abrasivos. Além disso, os fabricantes de joalharia com acabamento em tambor de pedra utilizam este abrasivo com grande sucesso, uma vez que as suas arestas duras e afiadas expõem continuamente novas superfícies para fins de esmerilagem e alisamento. Para esta aplicação, o carboneto de silício preto é frequentemente preferido ao carboneto de silício verde, produzido num forno elétrico de resistência interna.

Quais são as vantagens do carboneto de silício nas aplicações artísticas e artesanais?

A combinação de dureza, inércia química e estabilidade térmica do carboneto de silício torna-o uma excelente escolha de material para aplicações que exigem resistência ao desgaste e à abrasão. Resiste eficazmente à corrosão, à erosão e ao desgaste por atrito, além de apresentar boa estabilidade dimensional e suportar altas temperaturas sem problemas.

Uma vez que o corindo é relativamente leve para a sua dureza, pode ser utilizado em aplicações abrasivas sem comprometer a resistência da cerâmica. Além disso, o corindo é um abrasivo ideal que funciona bem tanto no lixamento a seco como a húmido; com várias opções de granulação, é uma excelente ferramenta para rebarbar metal, polir superfícies de pedra e mármore e remover ferrugem e rebarbar ferrugem de componentes metálicos.

O carboneto de silício é particularmente adequado para aplicações elétricas devido às suas baixas correntes de fuga e resistência no estado ligado, o que o torna um excelente material para a produção de componentes semicondutores, tais como díodos e transístores, para além de outros dispositivos de alta tensão.

O carboneto de silício não é, em geral, perigoso de manusear; no entanto, o seu pó pode ser tóxico se inalado durante processos de lixagem ou esmerilagem; para minimizar a exposição durante o trabalho com carboneto de silício em pó, é aconselhável usar equipamento de proteção adequado e ventilar devidamente o espaço de trabalho. Além disso, é um material frágil e requer cuidados especiais ao cortá-lo ou moldá-lo com ferramentas; isto é especialmente importante quando utilizado para criar peças pequenas e detalhadas, como esculturas ou joalharia.