Tudo o que você precisa saber sobre a placa de carbeto de silício

A placa de carbeto de silício é um material duro e resistente comumente usado em aplicações industriais e de engenharia. Neste artigo, abordaremos tudo o que você precisa saber sobre esse material versátil - sua composição, processos de fabricação e aplicações de uso.

A dureza permite que essas placas ofereçam proteção contra várias ameaças, como balas e projéteis perfurantes, ao mesmo tempo em que oferecem excepcional resistência química.

Dureza

O carbeto de silício (SiC) é um dos materiais mais duros disponíveis, perdendo apenas para o diamante. Devido a essa dureza extrema, o SiC é ideal para placas de blindagem, ferramentas de corte e componentes resistentes ao desgaste, além de apresentar 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 veicular para aplicações balísticas, fornecendo proteção contra vários tipos de projéteis, desde balas de pistola até fragmentos de alta velocidade. Sua construção leve permite maior mobilidade e conforto para os usuários, além de reduzir a carga do veículo.

As propriedades exclusivas do carbeto de silicone o tornam uma excelente opção para aplicações militares e policiais, incluindo aplicações de blindagem de carrocerias e veículos. Ele pode resistir a impactos de balas e projéteis perfurantes com penetração significativa; além disso, protege contra fragmentos de alta velocidade e ameaças químicas.

A GAB Neumann oferece produtos de carbeto de silicone para equipamentos de processo e proteção balística, usando um intrincado processo de fabricação que consiste na preparação e mistura de pó com aglutinantes, extrusão ou prensagem isostática a frio, modelagem, usinagem e, por fim, sinterização sob altas temperaturas e pressão. O material de alto desempenho produzido é comparável ao carbeto de boro em termos de densidade, dureza e capacidade balística, mas a um custo de fabricação menor, o que o torna uma alternativa superior à cerâmica de alumina nessas aplicações.

Condutividade térmica

As placas de carbeto de silício apresentam alta condutividade térmica e podem aquecer ou resfriar rapidamente, o que as torna adequadas para aplicações em que as temperaturas flutuam rapidamente, como fornos ou outros ambientes de tratamento térmico. Além disso, esse material apresenta baixas taxas de expansão térmica, o que o torna estável mesmo em ambientes com mudanças rápidas de temperatura.

O SiC é um material excepcionalmente duro, forte e quimicamente inerte, o que o torna altamente resistente à corrosão em ambientes adversos - ideal para processos industriais que usam produtos químicos ou outras substâncias corrosivas. Além disso, a resistência do SiC a danos mecânicos significa que ele pode suportar altos níveis de estresse sem sofrer danos ou deformações.

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 altas e manter a integridade, o SiC é a escolha ideal de material para esses espelhos, tornando os telescópios astronômicos com níveis intensos de calor uma excelente opção para espelhos feitos de SiC. Os aceleradores de partículas também utilizam esse material com frequência devido à sua capacidade de suportar altas temperaturas e tensões sem derreter ou distorcer seu desempenho.

O carbeto de silício é apresentado em várias formas e tem qualidades e propriedades exclusivas. O mais comumente visto é o carbeto de silício alfa (a-SiC), com sua estrutura cristalina hexagonal semelhante à Wurtzita; essa forma é amplamente utilizada em aplicações industriais. O carbeto de silício beta (b-SiC), com sua estrutura cristalina de blenda de zinco, que o torna menos frágil do que sua versão alfa, tem menos aplicações, mas continua sendo uma opção econômica.

Resistência a altas temperaturas

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

O carbeto de silício difere de outros materiais cerâmicos por apresentar 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 contato com ácidos, abrasivos ou outros produtos químicos agressivos. As placas de carbeto de silício também apresentam excelentes propriedades elétricas, o que as torna adequadas para substratos de semicondutores ou componentes eletrônicos.

As placas de carbeto de silício são produzidas em várias etapas, desde a preparação do pó e a mistura com aglutinantes, a conformação, a sinterização e a moagem/polimento até a embalagem do produto final em caixas de papelão/caixas de madeira ou sob medida, de acordo com as especificações do cliente. As placas de carbeto de silício têm inúmeras aplicações, incluindo rebolos de corte/moagem de vários tipos/graus/tamanhos ou rebolos feitos a partir delas; revestimento resistente ao calor para moinhos de bolas, bem como bicos de jateamento/componentes de ciclones que precisam de resistência à erosão são apenas alguns exemplos de usos/aplicações em que as placas/folhas/barreiras de carbeto de silício podem ser encontradas.

Resistência química

O carbeto de silício é altamente resistente a produtos químicos, não apresentando mudanças de comportamento mesmo na presença de ácidos e álcalis fortes, o que o torna adequado para ambientes que envolvem gases ou líquidos causadores de corrosão. Além disso, ele apresenta excelentes propriedades de resistência a choques térmicos, mantendo-se dimensionalmente estável em temperaturas elevadas.

A estabilidade química do carbeto de silício permite que ele seja utilizado como material abrasivo em ferramentas de corte e outras aplicações industriais, com dureza Mohs de 9,5 (quase equivalente à do diamante), o que proporciona propriedades superiores de retificação e suas características de fratura o tornam adequado também para produtos abrasivos de papel e tecido.

A cerâmica de carborundum é frequentemente usada na impressão de carborundum, uma forma de impressão collagraph. Revestida com pasta contendo grãos de carborundum, uma placa de alumínio é colocada em uma prensa de leito rolante usada para impressão em talhe-doce para produzir marcas impressas em sua superfície.

As placas de carbeto de silício, devido à sua excepcional dureza, proteção contra várias 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, policiais e pessoal de segurança, especialmente quando se trata de ameaças balísticas, como balas, estilhaços e projéteis perfurantes. Além disso, a natureza leve das placas de SiC reduz o desgaste e a fadiga dos usuários.