{"id":50,"date":"2024-03-28T09:10:32","date_gmt":"2024-03-28T01:10:32","guid":{"rendered":"http:\/\/siliconcarbideceramic.net\/?p=50"},"modified":"2024-07-07T21:43:15","modified_gmt":"2024-07-07T13:43:15","slug":"propriedades-do-carboneto-de-silicio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/pt\/silicon-carbide-properties\/","title":{"rendered":"Propriedades do carboneto de sil\u00edcio"},"content":{"rendered":"<p>O carboneto de sil\u00edcio (SiC) \u00e9 um material extremamente dur\u00e1vel com uma classifica\u00e7\u00e3o de dureza de 9 na escala de Mohs e um atrativo est\u00e9tico que rivaliza com o do diamante.<\/p>\n<p>Os Laborat\u00f3rios EAG t\u00eam uma vasta experi\u00eancia na an\u00e1lise do SiC relativamente a estas propriedades, utilizando t\u00e9cnicas anal\u00edticas em massa e espacialmente resolvidas. Pode funcionar como isolante el\u00e9trico e semicondutor.<\/p>\n<h2>Dureza<\/h2>\n<p>O carboneto de sil\u00edcio \u00e9 uma das subst\u00e2ncias mais duras do mundo, ocupando o nono lugar na escala de Mohs e perdendo apenas para o diamante em termos de dureza. O carboneto de boro e o diamante s\u00e3o ainda mais duros do que o carboneto de sil\u00edcio - outras utiliza\u00e7\u00f5es incluem ferramentas de corte, coletes \u00e0 prova de bala, pe\u00e7as para autom\u00f3veis e espelhos para telesc\u00f3pios astron\u00f3micos. A superf\u00edcie dura e forte do carboneto de sil\u00edcio \u00e9 \u00f3ptima para ser utilizada como abrasivo de corte e ferramentas de corte, materiais estruturais (coletes \u00e0 prova de bala), pe\u00e7as de autom\u00f3vel e espelhos utilizados por telesc\u00f3pios!<\/p>\n<p>A cer\u00e2mica resistente ao choque t\u00e9rmico \u00e9 uma cer\u00e2mica extremamente dura, n\u00e3o \u00f3xida. Devido \u00e0 sua for\u00e7a, elevada condutividade t\u00e9rmica, baixa taxa de expans\u00e3o t\u00e9rmica e excelente resist\u00eancia \u00e0 oxida\u00e7\u00e3o, torna-se um material refrat\u00e1rio indispens\u00e1vel.<\/p>\n<p>O carboneto de sil\u00edcio (n\u00famero at\u00f3mico 14) e o carbono (n\u00famero at\u00f3mico 6) formam um composto inorg\u00e2nico conhecido como carboneto de sil\u00edcio, com dois tetraedros de coordena\u00e7\u00e3o prim\u00e1ria formados por quatro \u00e1tomos de carbono e quatro \u00e1tomos de sil\u00edcio ligados covalentemente entre si, criando uma estrutura excecionalmente forte e r\u00edgida, com uma resist\u00eancia e rigidez superiores; os seus pol\u00edmeros podem mesmo empilhar-se para formar pol\u00edmeros. O carboneto de sil\u00edcio apresenta propriedades semicondutoras de banda larga, exigindo tr\u00eas vezes menos energia para libertar os electr\u00f5es dos estados orbitais do que o sil\u00edcio.<\/p>\n<h2>Resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o<\/h2>\n<p>A propriedade mais importante do carboneto de sil\u00edcio \u00e9 a sua resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o. N\u00e3o s\u00f3 \u00e9 resistente aos \u00e1cidos mais agressivos (clor\u00eddrico, sulf\u00farico e fluor\u00eddrico), bases e solventes imagin\u00e1veis - bem como a meios oxidantes como o \u00e1cido n\u00edtrico ou o vapor - como tamb\u00e9m possui excelentes propriedades de isolamento contra danos causados por temperaturas extremas ou campos el\u00e9ctricos.<\/p>\n<p>O carboneto de sil\u00edcio sinterizado oferece uma excelente resist\u00eancia t\u00e9rmica devido \u00e0 sua natureza densa, \u00e0 sua dureza, \u00e0s suas carater\u00edsticas de semicondutor com um grande intervalo de banda, que permite um menor consumo de energia dos electr\u00f5es para a desloca\u00e7\u00e3o da banda de condu\u00e7\u00e3o, e ao seu baixo coeficiente de expans\u00e3o t\u00e9rmica.<\/p>\n<p>A resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o tamb\u00e9m pode ser melhorada atrav\u00e9s da presen\u00e7a de aditivos de sinteriza\u00e7\u00e3o, fases de contorno de gr\u00e3o e porosidade; o seu tipo e quantidade dependem da rapidez com que a corros\u00e3o reage com outros ambientes.<\/p>\n<p>Os estados de oxida\u00e7\u00e3o do carboneto de sil\u00edcio podem ser controlados atrav\u00e9s da a\u00e7\u00e3o do carbono como agente passivante, ajudando a reduzir as taxas de corros\u00e3o e a prolongar a vida \u00fatil do produto quando exposto a ambientes oxidantes em servi\u00e7o.<\/p>\n<h2>Condutividade t\u00e9rmica<\/h2>\n<p>O carboneto de sil\u00edcio \u00e9 um material extremamente duro, situado algures entre a alumina (9 na escala de Mohs) e o diamante (10). Devido \u00e0 sua combina\u00e7\u00e3o de dureza e estabilidade t\u00e9rmica, o carboneto de sil\u00edcio \u00e9 uma excelente escolha de material para aplica\u00e7\u00f5es mec\u00e2nicas exigentes em pe\u00e7as concebidas para suportar materiais resistentes ao desgaste, bem como refract\u00e1rios.<\/p>\n<p>Al\u00e9m disso, devido \u00e0 sua excelente resist\u00eancia ao choque t\u00e9rmico e \u00e0 sua baixa taxa de expans\u00e3o t\u00e9rmica, a borracha de silicone \u00e9 adequada para utiliza\u00e7\u00e3o em ambientes de alta temperatura e em componentes utilizados em sistemas de tubagens.<\/p>\n<p>O carboneto de sil\u00edcio pode ser dopado com v\u00e1rios elementos para alterar as suas propriedades electr\u00f3nicas. A dopagem com azoto ou f\u00f3sforo transforma-o num semicondutor de tipo n, enquanto a dopagem com ber\u00edlio, boro ou alum\u00ednio o transforma num semicondutor de tipo p.<\/p>\n<p>A diferen\u00e7a de bandgap do carboneto de sil\u00edcio entre as suas bandas de val\u00eancia e de condu\u00e7\u00e3o torna mais dif\u00edcil para os electr\u00f5es alternarem entre as duas bandas, permitindo-lhe suportar at\u00e9 10 vezes mais campos el\u00e9ctricos antes de se tornar fr\u00e1gil e quebrar do que o silicone.<\/p>\n<h2>Condutividade el\u00e9ctrica<\/h2>\n<p>O carboneto de sil\u00edcio oferece uma gama de propriedades el\u00e9ctricas que podem ser adaptadas por dopagem. A dopagem envolve a adi\u00e7\u00e3o de impurezas \u00e0 sua estrutura cristalina, de modo a formar electr\u00f5es livres e buracos que conduzem eletricidade, dando ao SiC valores de condutividade dez vezes superiores aos do sil\u00edcio.<\/p>\n<p>As propriedades el\u00e9ctricas do carboneto de sil\u00edcio s\u00e3o determinadas em grande parte pelo seu \"band-gap\". Esta diferen\u00e7a entre os n\u00edveis de energia da banda de val\u00eancia e da banda de condu\u00e7\u00e3o de um \u00e1tomo determina a quantidade de campo el\u00e9trico que este pode suportar; o carboneto de sil\u00edcio possui um intervalo de banda mais largo do que o seu hom\u00f3logo de sil\u00edcio, permitindo-lhe tolerar quase o dobro da tens\u00e3o.<\/p>\n<p>A elevada resist\u00eancia \u00e0 tens\u00e3o torna o neod\u00edmio ideal para utiliza\u00e7\u00e3o em dispositivos de alimenta\u00e7\u00e3o de ve\u00edculos el\u00e9ctricos, proporcionando dist\u00e2ncias de condu\u00e7\u00e3o mais longas e uma maior efici\u00eancia na gest\u00e3o da bateria. Al\u00e9m disso, o seu peso mais leve em compara\u00e7\u00e3o com alternativas como o nitreto de g\u00e1lio permite aos fabricantes de eletr\u00f3nica de pot\u00eancia reduzir significativamente o tamanho e o peso, suportando simultaneamente temperaturas elevadas com um coeficiente de expans\u00e3o t\u00e9rmica m\u00ednimo.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-186\" src=\"http:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/Silicon-Carbide-Properties.jpg\" alt=\"Propriedades do carboneto de sil\u00edcio\" width=\"1920\" height=\"1920\" srcset=\"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/Silicon-Carbide-Properties.jpg 1920w, https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/Silicon-Carbide-Properties-300x300.jpg 300w, https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/Silicon-Carbide-Properties-1024x1024.jpg 1024w, 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