Tudo o que precisa de saber sobre a placa de carboneto de silício

A placa de carboneto de silício é um material duro e resistente, normalmente utilizado em aplicações industriais e de engenharia. Neste artigo, abordaremos tudo o que precisa de saber sobre este material versátil - a sua composição, processos de fabrico e aplicações de utilização.

A dureza permite que estas placas ofereçam proteção contra múltiplas ameaças, como balas e munições perfurantes, ao mesmo tempo que proporcionam uma resistência química excecional.

Dureza

O carboneto de silício (SiC) é um dos materiais mais duros disponíveis, perdendo apenas para o diamante. Devido a esta dureza extrema, o SiC é ideal para placas de blindagem, ferramentas de corte e componentes resistentes ao desgaste; e possui excelentes propriedades mecânicas, incluindo resistência à fratura, módulo de Young e resistência à flexão.

As placas de SiC são um componente integral dos sistemas de blindagem corporal e de veículos para aplicações balísticas, fornecendo proteção contra vários tipos de projécteis, desde balas de pistola a fragmentos de alta velocidade. A sua construção leve permite uma maior mobilidade e conforto para os utilizadores, ao mesmo tempo que alivia a carga do veículo.

As propriedades únicas do carboneto de silicone fazem dele uma excelente escolha para aplicações militares e de aplicação da lei, incluindo aplicações de blindagem de carroçarias e veículos. Suporta impactos de balas e munições perfurantes com penetração significativa; além disso, protege contra fragmentos de alta velocidade, bem como contra ameaças químicas.

A GAB Neumann oferece produtos de carboneto de silicone para equipamento de processamento e proteção balística, utilizando um processo de fabrico complexo que consiste na preparação e mistura de pó com aglutinantes, extrusão ou moldagem por prensagem isostática a frio, maquinagem e, finalmente, sinterização a altas temperaturas e sob pressão. O material de elevado desempenho produzido é comparável ao carboneto de boro em termos de densidade, dureza e capacidades balísticas, mas a um custo de fabrico inferior, o que o torna uma alternativa superior à cerâmica de alumina nestas aplicações.

Condutividade térmica

As placas de carboneto de silício possuem uma elevada condutividade térmica e podem aquecer ou arrefecer rapidamente, o que as torna adequadas para aplicações em que as temperaturas flutuam rapidamente, como fornos ou outros ambientes de tratamento térmico. Além disso, este material apresenta baixas taxas de expansão térmica, o que o torna estável mesmo em ambientes que registam rápidas mudanças de temperatura.

O SiC é um material excecionalmente duro, forte e quimicamente inerte, o que o torna altamente resistente à corrosão em ambientes agressivos - ideal para processos industriais que utilizam produtos químicos ou outras substâncias corrosivas. Além disso, a resistência do SiC a danos mecânicos significa que pode suportar elevados níveis de tensão sem ficar danificado ou deformado.

A resistência química do SiC também é benéfica em aplicações de alta tecnologia, incluindo espelhos de telescópios espaciais. Devido à sua capacidade de suportar temperaturas extremamente elevadas, mantendo a integridade, o SiC é uma escolha de material ideal para estes espelhos, tornando os telescópios astronómicos com níveis intensos de calor uma excelente opção para espelhos feitos de SiC. Os aceleradores de partículas também utilizam frequentemente este material devido à sua capacidade de suportar temperaturas e tensões elevadas sem derreter ou distorcer o seu desempenho.

O carboneto de silício apresenta-se sob várias formas e tem qualidades e propriedades únicas. O mais comum é o carboneto de silício alfa (a-SiC), com a sua estrutura cristalina hexagonal semelhante à Wurtzite; esta forma é amplamente utilizada em aplicações industriais. O carboneto de silício beta (b-SiC), com a sua estrutura cristalina de blenda de zinco, que o torna menos frágil do que a sua versão alfa, tem menos aplicações, mas continua a ser uma escolha económica.

Resistência a altas temperaturas

A placa de carboneto de silício oferece uma resistência excecional a altas temperaturas, uma qualidade indispensável em muitas aplicações industriais. Fabricado através da sinterização de pó de SiC sob pressão e calor extremos, este material cerâmico resulta num produto extremamente denso que mantém a sua resistência mecânica mesmo a temperaturas elevadas. Devido à sua capacidade de resistir a choques térmicos e à degradação química em ambientes agressivos, o carboneto de silício é uma excelente escolha para proteção de armaduras, ferramentas de corte, componentes resistentes ao desgaste e componentes resistentes ao desgaste em geral.

O carboneto de silício difere de outros materiais cerâmicos na medida em que apresenta uma expansão térmica muito baixa e resistência à corrosão por substâncias ácidas, o que o torna adequado para aplicações de processamento químico em que os materiais podem entrar em contacto com ácidos, abrasivos ou outros produtos químicos agressivos. As placas de carboneto de silício também apresentam excelentes propriedades eléctricas, o que as torna adequadas para substratos de semicondutores ou componentes electrónicos.

As placas de carboneto de silício são produzidas em várias etapas, desde a preparação do pó e a mistura com aglutinantes, a moldagem, a sinterização e a retificação/polimento até à embalagem do produto final em caixas de cartão/caixas de madeira ou à medida, de acordo com as especificações do cliente. As placas de carboneto de silício têm numerosas aplicações, incluindo discos de corte/moagem de vários tipos/graus/tamanhos ou discos de moagem feitos a partir delas; revestimento resistente ao calor para moinhos de bolas, bem como bicos de jato de granalha/componentes de ciclones que necessitam de resistência à erosão são apenas alguns exemplos de utilizações/aplicações/ aplicações em que se podem encontrar placas/folhas/barreiras de carboneto de silício.

Resistência química

O carboneto de silício é altamente resistente a produtos químicos, não apresentando alterações de comportamento mesmo na presença de ácidos e álcalis fortes, o que o torna adequado para ambientes que envolvam gases ou líquidos causadores de corrosão. Além disso, possui excelentes propriedades de resistência ao choque térmico, mantendo-se dimensionalmente estável a temperaturas elevadas.

A estabilidade química do carboneto de silício permite-lhe ser utilizado como material abrasivo em ferramentas de corte e outras aplicações industriais, com uma dureza de Mohs de 9,5 (quase equivalente à do diamante), proporcionando propriedades de trituração superiores e as suas caraterísticas de fratura tornam-no também adequado para produtos abrasivos de papel e tecido.

A cerâmica de carborundum é frequentemente utilizada na impressão de carborundum, uma forma de impressão por colagem. Revestida com uma pasta que contém grãos de carborundum, uma placa de alumínio é colocada numa prensa de rolos utilizada para a impressão em talhe-doce, de modo a produzir marcas impressas na sua superfície.

As placas de carboneto de silício, devido à sua excecional dureza, proteção contra múltiplas ameaças e durabilidade, são um componente indispensável dos modernos equipamentos de proteção e blindagem. As placas de SiC podem ser encontradas em coletes, capacetes e outros sistemas de blindagem usados por militares, agentes da autoridade e pessoal de segurança; especificamente quando se trata de ameaças balísticas como balas, estilhaços e projécteis perfurantes. Além disso, a leveza das placas SiC reduz o desgaste e a fadiga dos utilizadores.