SiC ligado por reação – Desempenho ideal para condições extremas

O SiC ligado por reação (RBSC) é um material cerâmico denso composto por partículas de carboneto de silício e carbono. A queima resulta em alterações mínimas em suas dimensões, permitindo a produção com formato quase final sem custos adicionais de usinagem pós-queima.

Verificou-se que as estruturas porosas do RBSC dependem de várias variáveis-chave relacionadas ao grau de grafitização, ao tamanho e à morfologia das fontes de carbono; a influência dessas variáveis sobre o grau de reatividade do carbono em relação ao silício fundido foi imensa.

Alta resistência

O carboneto de silício é um material extremamente resistente e rígido, capaz de suportar altos níveis de tensão sem comprometer sua integridade estrutural. Devido à sua baixa densidade e alta rigidez específica, o carboneto de silício é um material ideal em situações como telescópios espaciais, nas quais é necessário levar em conta restrições de peso.

A inércia química do RB SiC o torna ideal para aplicações em que haja contato com produtos químicos agressivos. Além disso, sua resistência a choques térmicos permite que ele suporte mudanças repentinas nas condições ambientais.

Para aumentar a resistência à flexão e o módulo de elasticidade do SiC RB, investigamos como diferentes teores de carbono afetam sua microestrutura. Utilizando uma solução precursora composta por precursores de PF e FA, conseguimos controlar tanto o teor quanto a cristalinidade do carbono em nossa pré-forma porosa, produzindo SiC RB com propriedades de maior resistência à flexão e módulo de elasticidade.

Alta condutividade térmica

O SiC possui alta condutividade térmica, com uma condutividade aproximada de 300 W/mK — o que torna o RBSC uma excelente opção para aplicações que exigem desempenho em altas temperaturas.

O RBSC apresenta excelente resistência ao desgaste abrasivo e erosivo, tornando-o ideal para ambientes industriais exigentes. Além disso, seu baixo coeficiente de expansão térmica permite rápidas flutuações de temperatura sem comprometer a integridade estrutural.

A distribuição granulométrica da matéria-prima utilizada na preparação das pré-formas de RBSC tem um enorme efeito sobre sua microestrutura e propriedades físicas, tais como os valores de resistência à flexão e módulo de elasticidade. Um aumento no teor de negro de fumo resulta em uma microestrutura aprimorada, com maiores valores de resistência à flexão e módulo de elasticidade nos produtos acabados que apresentam melhor microestrutura.

Expansão a baixa temperatura

O SiC ligado por reação oferece, para aplicações que exigem resistência a altas temperaturas, uma excelente capacidade de expansão térmica, obtida por meio do uso de negro de fumo e grafite microesférica em seu processo de fabricação. A composição, a estrutura e as propriedades do SiC ligado por reação variam de acordo com o teor de carbono, a proporção, a morfologia e a forma das fontes de carbono utilizadas.

A ligação por reação constitui um método eficaz para a produção de materiais cerâmicos, tais como refratários, corpos de filtro porosos e componentes de desgaste, como vedações mecânicas e rolamentos.

O SiC retificado (RB SiC) é um material extremamente robusto e confiável, que se destaca em diversos ambientes. Devido à sua baixa taxa de expansão térmica, esse material é ideal para aplicações que exigem estabilidade dimensional precisa, como bombas, rolamentos e estranguladores de controle de fluxo. Além disso, esse material versátil também pode ser utilizado na fabricação de componentes para equipamentos de fabricação de semicondutores, como componentes para manuseio de wafers.

Baixo atrito

O carboneto de silício ligado por reação (RBSC) é um material cerâmico versátil, capaz de ser moldado em formas complexas para aplicações profissionais e industriais. O RBSC apresenta excelente resistência ao desgaste com baixo coeficiente de expansão; resistência à corrosão; bem como propriedades elétricas excepcionais.

O RBSC é produzido por meio da infiltração de silício líquido em pré-formas porosas de carboneto de silício. Isso cria uma cerâmica com estrutura impermeável, resistente a fluidos moderadamente cáusticos e ácidos, bem como a hidrocarbonetos leves. Além disso, sua composição impermeável e textura superficial reduzem o atrito, prolongando a vida útil dos componentes; por ser leve e rígido, é adequado para telescópios espaciais, onde há limites de peso para a carga útil; sua superfície altamente estável dimensionalmente agrega ainda mais valor.

Alta resistência química

O SiC ligado por reação é altamente resistente à corrosão química, o que o torna ideal para ambientes em que se utilizam materiais corrosivos. Além disso, sua baixa expansão térmica e sua resistência permitem que ele suporte temperaturas extremas.

A produção por ligação por reação envolve a injeção de silício fundido em um material de carbono poroso moldado no formato da peça desejada, onde ele reage com as moléculas de carbono para formar carboneto de silício.

Pesquisas demonstraram que a resistência à flexão, o módulo de elasticidade e a porosidade das cerâmicas RBSC dependem do conteúdo e da proporção do material fonte de carbono. Alcançar uma gradação adequada tanto em termos de fonte de carbono quanto de morfologia melhora significativamente o desempenho; isso garante uma distribuição uniforme das partículas livres de SiC dentro de uma microestrutura compacta e propriedades superiores para os produtos finais.