{"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-carbeto-de-silicio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/pt_br\/silicon-carbide-properties\/","title":{"rendered":"Propriedades do carbeto de sil\u00edcio"},"content":{"rendered":"<p>O carbeto de sil\u00edcio (SiC) \u00e9 um material extremamente dur\u00e1vel, com uma classifica\u00e7\u00e3o de dureza de 9 na escala Mohs e um apelo est\u00e9tico que rivaliza com o do diamante.<\/p>\n<p>O EAG Laboratories tem ampla experi\u00eancia na an\u00e1lise de SiC para essas propriedades usando t\u00e9cnicas anal\u00edticas em massa e espacialmente resolvidas. Ele pode funcionar como isolante el\u00e9trico e semicondutor.<\/p>\n<h2>Dureza<\/h2>\n<p>O carbeto de sil\u00edcio \u00e9 uma das subst\u00e2ncias mais duras do mundo, ocupando o nono lugar na escala Mohs e perdendo apenas para o diamante em termos de dureza. O carbeto de boro e o diamante s\u00e3o ainda mais duros que o carbeto de sil\u00edcio - outros usos incluem ferramentas de corte, coletes \u00e0 prova de balas, pe\u00e7as automotivas e espelhos para telesc\u00f3pios astron\u00f4micos. A superf\u00edcie dura e forte do carbeto de sil\u00edcio \u00e9 excelente para uso como abrasivos de corte e ferramentas de corte, materiais estruturais (coletes \u00e0 prova de balas), pe\u00e7as automotivas e espelhos usados por telesc\u00f3pios!<\/p>\n<p>A cer\u00e2mica resistente a choques t\u00e9rmicos \u00e9 uma cer\u00e2mica extremamente dura e sem \u00f3xido. Devido \u00e0 sua for\u00e7a, alta condutividade t\u00e9rmica, baixa taxa de expans\u00e3o t\u00e9rmica e excelente resist\u00eancia \u00e0 oxida\u00e7\u00e3o, ela se torna um material refrat\u00e1rio indispens\u00e1vel.<\/p>\n<p>O carbeto de sil\u00edcio (n\u00famero at\u00f4mico 14) e o carbono (n\u00famero at\u00f4mico 6) formam um composto inorg\u00e2nico conhecido como carbeto 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 excepcionalmente forte e r\u00edgida, com resist\u00eancia e rigidez superiores; seus pol\u00edmeros podem at\u00e9 se empilhar para formar pol\u00edmeros. O carbeto de sil\u00edcio oferece propriedades semicondutoras de banda larga, exigindo tr\u00eas vezes menos energia para liberar os el\u00e9trons dos estados orbitais em compara\u00e7\u00e3o com o sil\u00edcio.<\/p>\n<h2>Resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o<\/h2>\n<p>A propriedade mais importante do carbeto de sil\u00edcio \u00e9 sua resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o. Al\u00e9m de ser resistente aos \u00e1cidos mais agressivos (clor\u00eddrico, sulf\u00farico e fluor\u00eddrico), \u00e0s bases e aos solventes imagin\u00e1veis, bem como aos meios oxidantes, como o \u00e1cido n\u00edtrico ou o vapor, ele ainda apresenta excelentes propriedades de isolamento contra danos causados por temperaturas extremas ou campos el\u00e9tricos.<\/p>\n<p>O carbeto de sil\u00edcio sinterizado oferece excelente resist\u00eancia t\u00e9rmica devido \u00e0 sua natureza densa, dureza, caracter\u00edsticas de semicondutor de banda larga que permitem um menor consumo de energia de el\u00e9trons para o deslocamento da banda de condu\u00e7\u00e3o e seu baixo coeficiente de expans\u00e3o t\u00e9rmica.<\/p>\n<p>A resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o tamb\u00e9m pode ser aprimorada pela presen\u00e7a de aditivos de sinteriza\u00e7\u00e3o, fases de contorno de gr\u00e3o e porosidade; 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 carbeto de sil\u00edcio podem ser controlados por meio da atua\u00e7\u00e3o do carbono como agente passivador, 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 carbeto de sil\u00edcio \u00e9 um material extremamente duro, situado em algum lugar entre a alumina (9 na escala Mohs) e o diamante (10). Devido \u00e0 sua combina\u00e7\u00e3o de dureza e estabilidade t\u00e9rmica, o carbeto de sil\u00edcio \u00e9 uma excelente op\u00e7\u00e3o de material para aplica\u00e7\u00f5es mec\u00e2nicas exigentes em pe\u00e7as projetadas para suportar materiais resistentes ao desgaste, bem como refrat\u00e1rios.<\/p>\n<p>Al\u00e9m disso, devido \u00e0 sua excelente resist\u00eancia a choques t\u00e9rmicos e \u00e0 sua baixa taxa de expans\u00e3o t\u00e9rmica, a borracha de silicone \u00e9 adequada para uso em ambientes de alta temperatura e em componentes usados em sistemas de tubula\u00e7\u00e3o.<\/p>\n<p>O carbeto de sil\u00edcio pode ser dopado com v\u00e1rios elementos para alterar suas propriedades eletr\u00f4nicas. A dopagem com nitrog\u00eanio ou f\u00f3sforo o transformar\u00e1 em um semicondutor do tipo n, enquanto a dopagem com ber\u00edlio, boro ou alum\u00ednio o transformar\u00e1 em um semicondutor do tipo p.<\/p>\n<p>A diferen\u00e7a de bandgap do carbeto de sil\u00edcio entre suas bandas de val\u00eancia e de condu\u00e7\u00e3o dificulta a altern\u00e2ncia dos el\u00e9trons entre as duas bandas, permitindo que ele suporte at\u00e9 10 vezes mais campos el\u00e9tricos antes de se tornar fr\u00e1gil e quebrar do que o silicone.<\/p>\n<h2>Condutividade el\u00e9trica<\/h2>\n<p>O carbeto de sil\u00edcio oferece uma gama de propriedades el\u00e9tricas que podem ser adaptadas por dopagem. A dopagem envolve a adi\u00e7\u00e3o de impurezas em sua estrutura cristalina para formar el\u00e9trons livres e buracos que conduzem eletricidade, dando ao SiC valores de condutividade dez vezes maiores do que o sil\u00edcio.<\/p>\n<p>As propriedades el\u00e9tricas do carbeto de sil\u00edcio s\u00e3o determinadas, em grande parte, por seu \"band-gap\". Essa 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 ele pode suportar; o carbeto de sil\u00edcio apresenta um intervalo de banda mais amplo do que sua contraparte de sil\u00edcio, permitindo que ele tolere quase o dobro da tens\u00e3o.<\/p>\n<p>A alta resist\u00eancia \u00e0 tens\u00e3o torna o neod\u00edmio ideal para uso em dispositivos de energia de ve\u00edculos el\u00e9tricos, proporcionando dist\u00e2ncias de condu\u00e7\u00e3o mais longas e maior efici\u00eancia no gerenciamento da bateria. Al\u00e9m disso, seu peso mais leve em compara\u00e7\u00e3o com alternativas como o nitreto de g\u00e1lio permite que os fabricantes de eletr\u00f4nicos de pot\u00eancia reduzam significativamente o tamanho e o peso e, ao mesmo tempo, suportem altas temperaturas com 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 carbeto 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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