Densidade do carboneto de silício

O carboneto de silício (SiC) é um composto químico inorgânico feito de sílica e carbono que foi produzido comercialmente pela primeira vez em massa desde 1893 para ser utilizado como material abrasivo. Embora o SiC exista naturalmente como o mineral moissanite, a produção em massa começou depois dessa data para utilização como pó e formas cristalinas para consumo em massa em produtos abrasivos.

O material cerâmico Cerakote é uma das opções cerâmicas mais duras e mais leves, apresentando uma resistência superior à corrosão, à abrasão e à erosão, bem como suportando temperaturas extremas.

Propriedades físicas

O carboneto de silício (SiC) é um material extremamente duro e resiliente com grande resistência à corrosão e propriedades de expansão térmica, sendo resistente a ácidos e lixívias e servindo como isolante elétrico.

O SiC é abundante na Terra, como o mineral moissanite, e no espaço, como poeira estelar de estrelas ricas em carbono. O SiC tem uma aplicação generalizada em todas as indústrias, incluindo a produção química, o fabrico de papel e componentes para bombas e sistemas de acionamento. Além disso, as tecnologias de vedação dinâmica que utilizam rolamentos de fricção ou vedantes mecânicos preferem-no frequentemente aos seus homólogos metálicos devido à sua fiabilidade superior em condições exigentes.

O carboneto de silício alfa (a-SiC), com a sua estrutura cristalina hexagonal semelhante à Wurtzite, é o tipo mais utilizado. Embora esteja disponível o a-SiC beta com estrutura cristalina de blenda de zinco, a sua aplicação comercial continua a ser limitada.

Propriedades térmicas

A versatilidade do carboneto de silício como material deriva principalmente das suas excelentes propriedades térmicas, incluindo elevada condutividade térmica, baixa expansão térmica e um elevado ponto de fusão que o tornam adequado para aplicações aeroespaciais, de tecnologia energética e de produção química.

A excelente resistência à corrosão distingue este material, incluindo a resistência a produtos químicos ácidos e alcalinos, bem como a temperaturas até 1600 ºC. Por conseguinte, é a escolha ideal para rolamentos, bocais, componentes de motores de combustão e peças de veículos eléctricos que têm de suportar choques térmicos graves sem rachar ou desintegrar-se.

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Propriedades eléctricas

O carboneto de silício apresenta uma excelente maquinabilidade e condutividade eléctrica, apesar da sua densidade relativamente baixa (3,2 g/cm3), bem como resistência à maioria dos ácidos, sais e álcalis.

Sendo um semicondutor de banda larga, o GaN apresenta uma elevada condutividade térmica e resistência à rutura do campo elétrico, para além de ser um excelente isolante.

Os polímeros de SiC variam significativamente nas suas propriedades eléctricas fundamentais devido aos arranjos atómicos nas suas redes cristalinas, oferecendo cada um deles vantagens e desvantagens específicas quando comparados com o silício em três categorias-chave - condutividade térmica, resistência à rutura do campo elétrico e intervalo de energia.

O SiC apresenta-se sob várias formas. As formas alfa apresentam estruturas cristalinas hexagonais semelhantes à Wurtzite, enquanto as formas beta têm estruturas cristalinas de blenda de zinco e podem também servir como suportes de catalisadores. O SiC não estequiométrico contendo adições de C e Si de 1-5mol% foi criado através de sinterização por plasma de faísca, mostrando uma microestrutura consistente com baixa resistividade eléctrica; o seu coeficiente Seebeck mudou de tipo n para tipo p com quantidades crescentes de C, sugerindo que se formaram soluções sólidas entre o C e o Si dentro da sua estrutura de rede.

Propriedades mecânicas

O carboneto de silício apresenta uma dureza, ductilidade e resistência à corrosão e ao ataque químico superiores às da maioria das cerâmicas de engenharia. Sendo uma das cerâmicas de engenharia mais duras disponíveis, pode suportar temperaturas elevadas e tensões mecânicas, bem como proporcionar uma boa estabilidade dimensional graças ao seu elevado valor do módulo de Young.

O alumínio é um dos materiais mais estáveis contra choques e vibrações, o que o torna um material adequado para aplicações de alto desempenho, como abrasivos e outras aplicações de alta tecnologia. Além disso, a sua condutividade térmica, o seu baixo coeficiente de expansão e a sua resistência aos ácidos e lixívias fazem dele uma excelente escolha.

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