{"id":90,"date":"2024-04-04T10:54:37","date_gmt":"2024-04-04T02:54:37","guid":{"rendered":"http:\/\/siliconcarbideceramic.net\/?p=90"},"modified":"2024-04-04T10:54:37","modified_gmt":"2024-04-04T02:54:37","slug":"a-densidade-do-carbeto-de-silicio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/pt_br\/the-density-of-silicon-carbide\/","title":{"rendered":"A densidade do carbeto de sil\u00edcio"},"content":{"rendered":"<p>O carbeto de sil\u00edcio, mais comumente chamado de carborundum ou SiC, \u00e9 um material cer\u00e2mico duro com in\u00fameras aplica\u00e7\u00f5es. Essa subst\u00e2ncia vers\u00e1til serve como abrasivo, tem propriedades semicondutoras de amplo intervalo de banda e pode at\u00e9 ser fabricada em componentes estruturais de cer\u00e2mica.<\/p>\n<p>A produ\u00e7\u00e3o envolve a rea\u00e7\u00e3o e a pir\u00f3lise de polissiloxanos sob press\u00e3o, a moagem em forma de p\u00f3, a sinteriza\u00e7\u00e3o para formar formas s\u00f3lidas e, em seguida, a moagem para a modelagem microestrutural final. Cada etapa desempenha um papel integral na produ\u00e7\u00e3o desse material final, com resultados diferentes dependendo dos m\u00e9todos de forma\u00e7\u00e3o usados, que t\u00eam uma influ\u00eancia significativa na microestrutura.<\/p>\n<h2>Densidade te\u00f3rica<\/h2>\n<p>A composi\u00e7\u00e3o densa do carbeto de sil\u00edcio desempenha um papel fundamental em sua capacidade de resistir ao estresse qu\u00edmico, t\u00e9rmico e mec\u00e2nico. Com propriedades superiores de dureza e condutividade t\u00e9rmica, o carbeto de sil\u00edcio \u00e9 uma excelente op\u00e7\u00e3o de material para aplica\u00e7\u00f5es de alto desempenho e alta tens\u00e3o.<\/p>\n<p>Materiais mais densos tendem a oferecer maior resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o e ao desgaste. Al\u00e9m disso, suas baixas taxas de expans\u00e3o\/retra\u00e7\u00e3o permitem que eles suportem melhor as temperaturas extremas, o que os torna ideais para sistemas el\u00e9tricos e de g\u00e1s.<\/p>\n<p>O SiC tamb\u00e9m \u00e9 altamente resistente \u00e0 radia\u00e7\u00e3o e tem um bandgap excepcionalmente grande em compara\u00e7\u00e3o com outros semicondutores, o que permite que ele opere em temperaturas, tens\u00f5es e frequ\u00eancias muito mais altas em compara\u00e7\u00e3o com seus pares. Portanto, o SiC pode ser usado em uma variedade de aplica\u00e7\u00f5es eletr\u00f4nicas e industriais, incluindo gera\u00e7\u00e3o de energia, uso aeroespacial e automotivo.<\/p>\n<p>Atingir altas densidades de SiC pode ser um desafio para componentes grandes. Por\u00e9m, com a tecnologia de compress\u00e3o em rampa, agora \u00e9 poss\u00edvel atingir densidades uniformes de at\u00e9 98% da densidade te\u00f3rica. O processo envolve a cria\u00e7\u00e3o de uma dispers\u00e3o homog\u00eanea de uma mistura de p\u00f3s de tamanho submicr\u00f4nico que consiste principalmente em carbeto de sil\u00edcio com um aditivo que cont\u00e9m boro; em seguida, essa mistura de p\u00f3s \u00e9 moldada em corpos verdes antes de ser sinterizada a 1900-2100 graus Celsius sob condi\u00e7\u00f5es de atmosfera controlada.<\/p>\n<p>Os aditivos contendo boro devem ser adicionados durante a mistura do p\u00f3 em uma quantidade equivalente a uma parte em peso de boro elementar para cada 100 partes de carbeto de sil\u00edcio, para uma densifica\u00e7\u00e3o segura sem segrega\u00e7\u00e3o nos limites dos gr\u00e3os.<\/p>\n<h2>Densidade f\u00edsica<\/h2>\n<p>O carbeto de sil\u00edcio (C-Si) \u00e9 um material artificial composto de carbono (C) e sil\u00edcio (Si). Ele tem a segunda maior dureza de Mohs depois do carbeto de boro, com 9, e oferece for\u00e7a excepcional, resist\u00eancia ao desgaste e resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o; na verdade, ele pode at\u00e9 mesmo suportar a exposi\u00e7\u00e3o aos \u00e1cidos fluor\u00eddrico e sulf\u00farico sem ser corro\u00eddo - al\u00e9m da \u00e1gua, a maioria dos produtos qu\u00edmicos, inclusive os alcalinos, n\u00e3o consegue dissolv\u00ea-lo! A versatilidade do carbeto de sil\u00edcio como material de engenharia tamb\u00e9m o torna popular entre os cientistas.<\/p>\n<p>Como pode suportar opera\u00e7\u00f5es de corte e esmerilhamento de alta velocidade, al\u00e9m de ser usado em aplica\u00e7\u00f5es de jateamento abrasivo e usinagem, o esmeril \u00e9 amplamente utilizado no trabalho lapid\u00e1rio moderno devido \u00e0 sua durabilidade e economia. Al\u00e9m disso, \u00e9 uma mat\u00e9ria-prima importante na produ\u00e7\u00e3o de compostos para lixamento e polimento.<\/p>\n<p>O carbeto de sil\u00edcio surgiu como um dos principais materiais da tecnologia espacial devido \u00e0 sua excelente durabilidade e resist\u00eancia ao n\u00edvel de radia\u00e7\u00e3o. Dessa forma, os espelhos feitos de carbeto de sil\u00edcio tornaram-se a escolha de v\u00e1rios dos maiores telesc\u00f3pios, como as miss\u00f5es Herschel e BepiColombo, ou podem at\u00e9 mesmo ser moldados em estruturas r\u00edgidas para suportar temperaturas encontradas em V\u00eanus e n\u00edveis de radia\u00e7\u00e3o que excedem as expectativas.<\/p>\n<p>Evid\u00eancias experimentais recentes demonstram que o a-SiC \u00e9 est\u00e1vel em sua fase B1 em uma ampla gama de condi\u00e7\u00f5es que correspondem \u00e0s condi\u00e7\u00f5es esperadas do manto de exoplanetas ricos em carbono, em contraste com seu comportamento na Terra, onde se decomp\u00f5e rapidamente em s\u00edlica e oxig\u00eanio.<\/p>\n<h2>Densidade qu\u00edmica<\/h2>\n<p>O carbeto de sil\u00edcio, mais comumente chamado de SiC, \u00e9 um composto qu\u00edmico composto de sil\u00edcio (n\u00famero at\u00f4mico 14) e carbono (n\u00famero at\u00f4mico 6). Sua apar\u00eancia \u00e9 de um verde iridescente a preto azulado, com caracter\u00edsticas n\u00e3o combust\u00edveis; sua densidade \u00e9 de 3,21 gramas por cm3 c\u00fabico.<\/p>\n<p>O carbeto de sil\u00edcio ocorre naturalmente em meteoritos, dep\u00f3sitos de cor\u00edndon e dep\u00f3sitos de kimberlito em quantidades limitadas; no entanto, a maior parte do carbeto de sil\u00edcio usado em dispositivos eletr\u00f4nicos \u00e9 produzida sinteticamente. Edward Acheson sintetizou o carbeto de sil\u00edcio pela primeira vez em 1891, quando tentou criar diamantes artificiais aquecendo argila e coque em p\u00f3 em um forno el\u00e9trico a arco; ao fazer isso, ele notou cristais verdes brilhantes que pareciam semelhantes ao diamante presos a eletrodos de carbono e batizou esses cristais de \"moissanita\", em homenagem ao tipo de pedra com o qual se assemelhavam.<\/p>\n<p>O SiC \u00e9 um material semicondutor com uma lacuna de banda extremamente ampla, o que lhe permite operar em temperaturas e tens\u00f5es mais altas do que outros materiais semicondutores. Devido \u00e0 sua excelente condutividade t\u00e9rmica, a dissipa\u00e7\u00e3o de calor ocorre rapidamente, enquanto sua densa estrutura cristalina oferece resist\u00eancia superior ao desgaste - perfeita para aplica\u00e7\u00f5es como ferramentas de corte.<\/p>\n<p>O EAG Laboratories tem ampla experi\u00eancia na an\u00e1lise de SiC usando t\u00e9cnicas anal\u00edticas em massa e espacialmente resolvidas. O SiC \u00e9 um material extremamente \u00fatil para a fabrica\u00e7\u00e3o de semicondutores, pois pode ser dopado com v\u00e1rios elementos para alterar suas caracter\u00edsticas eletrot\u00e9rmicas. Garantir a concentra\u00e7\u00e3o e a distribui\u00e7\u00e3o espacial dos dopantes e, ao mesmo tempo, eliminar contaminantes indesej\u00e1veis \u00e9 fundamental para a cria\u00e7\u00e3o de produtos semicondutores de alta qualidade.<\/p>\n<h2>Densidade t\u00e9rmica<\/h2>\n<p>O carbeto de sil\u00edcio \u00e9 um material extremamente denso e uma das subst\u00e2ncias mais duras dispon\u00edveis, proporcionando excelente resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o como um material cer\u00e2mico que poderia possivelmente reduzir os sistemas de resfriamento ativo em ve\u00edculos el\u00e9tricos.<\/p>\n<p>O carbeto de sil\u00edcio (SiC) \u00e9 um s\u00f3lido cinza claro ligado covalentemente com a dureza relativa do diamante na escala de Mohs. Os refrat\u00e1rios que possuem essas propriedades s\u00e3o ideais para uso, pois o SiC tem alto ponto de fus\u00e3o, condutividade t\u00e9rmica e baixas taxas de expans\u00e3o t\u00e9rmica.<\/p>\n<p>O carbeto de sil\u00edcio pode ser dopado com nitrog\u00eanio ou f\u00f3sforo para formar um semicondutor do tipo n; ou dopado com ber\u00edlio, boro, alum\u00ednio e g\u00e1lio para formar um semicondutor do tipo p. Devido ao seu amplo intervalo de banda, ele pode suportar uma tens\u00e3o tr\u00eas vezes maior do que os semicondutores de sil\u00edcio padr\u00e3o. O carbeto de sil\u00edcio tornou-se o material de refer\u00eancia para a produ\u00e7\u00e3o de dispositivos eletr\u00f4nicos devido \u00e0 sua ampla utiliza\u00e7\u00e3o como material de componente eletr\u00f4nico.<\/p>\n<p>Existem dep\u00f3sitos naturais de SiC em determinadas amostras de meteoritos, dep\u00f3sitos de cor\u00edndon e kimberlitos, mas a maior parte do SiC industrial \u00e9 produzida sinteticamente. As variantes de SSiC e SiSiC est\u00e3o entre os materiais utilizados com mais frequ\u00eancia em condi\u00e7\u00f5es exigentes, como impress\u00e3o 3D, produ\u00e7\u00e3o bal\u00edstica, produ\u00e7\u00e3o qu\u00edmica e aplica\u00e7\u00f5es de tecnologia de energia, bem como componentes de sistemas de tubula\u00e7\u00e3o, devido \u00e0s suas propriedades t\u00e9rmicas; sua densidade mais alta do que a do quartzo puro torna esses compostos um substituto atraente do metal e eles oferecem boas propriedades de rigidez, dureza e resist\u00eancia a altas temperaturas que rivalizam com as propriedades t\u00e9rmicas do quartzo puro em compara\u00e7\u00e3o com o quartzo puro e a resist\u00eancia a altas temperaturas, tornando esses compostos alternativas atraentes de substitui\u00e7\u00e3o de metal.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Silicon carbide, more commonly referred to as Carborundum or SiC, is a hard ceramic material with numerous applications. 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