Bocal de carboneto de silício

O carboneto de silício (SiC) é um composto químico inerte amplamente utilizado numa série de processos industriais. Os fabricantes de bicos de jato recorrem frequentemente a este material porque oferece uma excelente resistência à erosão e à abrasão, sendo aproximadamente um quinto mais leve do que o carboneto de tungsténio.

Os bicos são componentes essenciais em muitos sistemas industriais, direccionando e moldando o fluxo de material. Os bicos de SiC possuem várias qualidades que os tornam particularmente adequados para ambientes de alta demanda:

Material cerâmico de alta resistência

O carboneto de silício há muito que é considerado um material de eleição para processos industriais que envolvem bicos. A sua dureza diamantada garante uma durabilidade excecional, enquanto a sua resistência térmica o torna perfeito para ambientes onde a erosão ou a abrasão representam desafios. Além disso, a sua inércia química significa que resiste à corrosão causada por muitos produtos químicos diferentes.

A resistência natural do carboneto de silício pode ser melhorada através de dois processos de fabrico avançados, conhecidos como sinterização e ligação por reação. A sinterização compacta o pó de carboneto de silício em blocos densos antes de o aquecer até um pouco abaixo do seu ponto de fusão para formar um material denso mas extremamente forte, enquanto a ligação por reação adiciona silício líquido a componentes de SiC pré-formados, aumentando ainda mais a densidade e a resistência.

O carboneto de silício ligado por reação (RB SiC) é uma cerâmica técnica avançada, com um coeficiente de expansão extremamente baixo que lhe permite suportar mudanças rápidas de temperatura sem se degradar ou fissurar, juntamente com uma elevada resistência ao desgaste e uma capacidade de tolerar ambientes ácidos e alcalinos.

O carboneto de tungsténio é um material cerâmico avançado com uma excecional resistência ao desgaste e ao impacto. É frequentemente misturado com cobalto ou níquel como ligante metálico para formar materiais conhecidos como cermets, que são utilizados em ferramentas de corte e bocais de corte por jato de água para ferramentas de corte ou abrasivos de corte por jato de água. O carboneto de tungsténio também é um material ideal para espelhos de telescópios astronómicos devido ao seu baixo coeficiente de expansão térmica e às suas características de elevada rigidez - o que torna este material altamente fiável.

Resistência ao desgaste e à corrosão

Os bicos são um componente integral em numerosos sistemas industriais, controlando e moldando o fluxo de fluidos, gases e partículas. Os bicos de carboneto de silício são um exemplo de como a ciência dos materiais e a inovação da engenharia se conjugam para criar dispositivos resistentes e eficientes. Este artigo explora as suas origens, atributos, nuances do processo de fabrico, aplicações e trajectórias futuras para demonstrar a sua influência transformadora na indústria.

A inércia química do SiC permite-lhe resistir a materiais agressivos sem incorrer em custos de manutenção, diminuindo assim significativamente as despesas de manutenção e os impactos ambientais. Além disso, a sua durabilidade e longevidade permitem reduzir os impactos ambientais e aumentar a eficiência; adicionalmente, funcionam a altas temperaturas, mantendo a integridade a altas velocidades para uma menor perda de energia.

O carboneto de silício ligado por reação pode suportar ambientes agressivos de ácidos e álcalis, tornando-o uma excelente escolha de material para componentes de desgaste em indústrias como a mineira, petroquímica, produção de cimento e remoção de poeiras. O carboneto de silício ligado por reação pode ser maquinado em parafusos, porcas e placas radiantes concebidas para resistir a condições extremas.

Os bicos de SiC tornaram-se componentes essenciais em muitas indústrias exigentes, incluindo a aeroespacial e a defesa, o processamento de metais e a produção de energia. De facto, o Telescópio Espacial Herschel utiliza um bocal feito de SiC policristalino produzido por deposição química de vapor (CVD). Para além de ser resistente à erosão e à corrosão, o SiC também possui propriedades ópticas superiores, como baixa expansão térmica e rigidez, que o tornam um complemento indispensável.

Fluxos abrasivos de alta velocidade

O carboneto de silício é um material durável capaz de suportar fluxos abrasivos de alta velocidade em aplicações exigentes de jato de areia e é mais leve do que os materiais de óxido de alumínio (alumina), como o óxido de alumínio (alumina). Devido a esta versatilidade e ao fator de redução de peso, os bicos de carboneto de silício são frequentemente escolhidos quando funcionam durante longas horas numa peça individual. No entanto, ao selecionar o material apropriado para o bico, devem ser tidas em conta outras considerações, tais como as propriedades e condições do material, a conceção do bico e os parâmetros de funcionamento.

Os bicos de carboneto de silício oferecem uma durabilidade e resistência ao desgaste superiores, bem como inércia química, tornando-os adequados para utilização com vários materiais abrasivos e corrosivos. A sua longa vida útil reduz os custos de inatividade, uma vez que podem ser utilizados durante mais tempo entre as visitas de manutenção. Além disso, estes bicos doseadores de precisão proporcionam melhores resultados, poupando nos custos dos processos industriais.

Estes bicos podem ser encontrados em inúmeras aplicações industriais, desde o corte por jato de água abrasivo e preparação/limpeza de superfícies, fundição de metais e revestimento por pulverização térmica, bem como processos de fabrico de semicondutores que envolvem a pulverização de líquidos/gases. O fabrico de semicondutores electrónicos também os utiliza, utilizando-os para pulverizar líquidos/gases durante os processos de montagem. É crucial que resistam a ambientes adversos e proporcionem um excelente nível de precisão; para o fazer com sucesso, têm de ser feitos de material robusto mas de alta qualidade, que resista a temperaturas elevadas sem se degradar ou rachar com o tempo.

Versatilidade nos processos industriais

Os bicos de carboneto de silício são componentes inestimáveis dos processos industriais devido às suas muitas características notáveis. Graças à sua dureza diamantada e inércia química, os bicos de carboneto de silício são suficientemente resistentes para suportar um desgaste severo sem incorrer em tempo de inatividade ou custos de manutenção, enquanto a sua capacidade de suportar temperaturas elevadas sem degradação os torna ideais para aplicações que envolvem metais líquidos, como a fundição e o revestimento por pulverização térmica. Os bicos de granalhagem de carboneto de silício também garantem precisão na distribuição de materiais abrasivos para obter o máximo de resultados com menos desperdício.

Os bicos de jato de areia são utilizados para limpar equipamentos e superfícies industriais utilizando fluxos abrasivos de alta velocidade, como o decapante. Os bicos de jato de areia podem remover tinta, ferrugem, corrosão e outros contaminantes de superfícies como o aço, o alumínio, o betão e superfícies de madeira como estas - além de serem amplamente utilizados para serviços de jato de areia e jato de granalha para criar acabamentos lisos em produtos metálicos sem defeitos ou descontinuidades.

Os bicos de granalhagem de carboneto de silício superaram outros materiais de bicos de granalhagem ao suportarem forças de impacto seis vezes superiores ao seu próprio peso, sem fratura ou distorção devido a choque térmico, o que lhes permitiu prolongar a vida útil. Além disso, a sua resistência ao calor permite-lhes permanecer intactos durante a exposição a temperaturas de forno ou de estufa durante longos períodos, reduzindo ainda mais o tempo de inatividade e os custos operacionais. A sua produção requer técnicas especiais que capitalizam estas forças inerentes, tais como processos de sinterização ou de ligação por reação, que garantem que cumprem rigorosas normas de aplicação industrial.