Carbeto de silício em pó

O carbeto de silício é um material cerâmico não óxido, extremamente duro, com propriedades de resistência semelhantes às do diamante. Além disso, o SiC apresenta baixo coeficiente de expansão térmica e excelentes propriedades elétricas e de resistência à corrosão em comparação com seus pares.

A Washington Mills oferece grãos e pós de CARBOREX(r) em uma ampla seleção de tamanhos, composições químicas e aplicações – como abrasivos, refratários, agentes de jateamento, lapidação de compostos, acabamentos antiderrapantes e serras de fio – que se mostraram populares em todos os setores.

Dureza
O carbeto de silício (abreviado como SiC) é um composto cristalino de silício e carbono extremamente duro, produzido sinteticamente. Sintetizado pela primeira vez em 1891 pelo inventor americano Edward G. Acheson, por acidente, ao misturar argila com coque de petróleo em pó usando uma lâmpada de arco de carbono comum como sistema de iluminação elétrica em uma tigela de ferro com uma lâmpada de arco de carbono comum como fonte de luz elétrica; Acheson descobriu cristais verdes brilhantes conhecidos como carborundum naquela época, que ficaram conhecidos como carbeto de silício ou silicon carbidi (Carborundum).

O carbeto de boro foi, até 1929, o mais duro dos materiais cerâmicos avançados, ostentando uma classificação de dureza Mohs de 9, próxima à do diamante. Devido à sua dureza e resistência, era ideal para rebolos e abrasivos de ferramentas de corte; além disso, sua resistência a temperaturas elevadas o tornava um ótimo material para uso em refratários, cerâmica estrutural ou aplicações elétricas. Além disso, suas propriedades elétricas em temperaturas elevadas tornaram o carbeto de boro um material realmente muito útil!

A cerâmica não oxidada Ceramica, capaz de suportar ambientes térmicos e mecânicos extremos, é usada em aplicações tão diversas quanto abrasivos, peças resistentes ao desgaste para fornos industriais e motores de foguete (incluindo bicos de filtro de gás, revestimentos de câmaras de combustão), cerâmicas e refratários. A cerâmica oferece excelente resistência a ataques químicos, bem como força em temperaturas mais altas com baixas taxas de expansão térmica para suportar choques fortes.

O pó de carbeto de silício se destaca entre os materiais refratários de alta tecnologia sem óxido como um importante material sem óxido, devido à sua versatilidade. Disponível nas formas macro e microgranular com purezas distintas, as formas macro geralmente são feitas por meio da fusão de blocos brutos dos tipos Verde ou Preto antes do processamento adicional com moedores Barmac ou Raymond, ondas ultrassônicas ou peneiramento para produzir o produto microgranular.

A Washington Mills cria grãos e pós de CARBOREX(r) adaptados precisamente às suas necessidades de tamanho, composição química e forma. Nossos produtos CARBOREX(r) podem ser usados em operações de lapidação e polimento de alta precisão, serragem de quartzo, serragem de quartzo, serragem de quartzo, produtos abrasivos revestidos com quartzo, jateamento de pressão (úmido ou seco). Disponível em vários tamanhos de grão abrasivo embalados em sacos de 5 kg, bem como em volumes maiores, mediante solicitação.

Condutividade térmica
O pó de carbeto de silício tem muitos usos industriais devido à sua combinação de dureza, condutividade térmica e comportamento semicondutor. As aplicações incluem peças resistentes ao desgaste que precisam de dureza e alta resistência à tração, bem como cerâmicas (como refratários, tijolos xadrez, muflas, móveis de fornos e trilhos de deslizamento de fornos) que precisam de resistência ao calor e inércia química; equipamentos elétricos que precisam de condutividade térmica com baixo coeficiente de expansão; aplicações em reatores nucleares que precisam de baixas seções transversais de nêutrons ou resistência a danos por radiação – apenas para citar alguns de seus muitos usos!

O carbeto de silício, um material inorgânico não oxidado com uma temperatura de fusão aproximada de 1500 graus Celsius e um material extremamente difícil de comprimir ou formar sólidos, é um dos melhores e mais duros isolantes conhecidos pela humanidade. Com uma superfície semelhante à do diamante e densidade comparável à do diamante, o carbeto de silício tem uma gravidade específica extremamente alta, o que lhe confere grande potencial como material isolante.

A produção de carbeto de silício a partir da matéria-prima envolve a fusão do silício fundido, que reage com o carbono para formar SiC alfa. A microestrutura produzida é um cermet de matriz SiC com pequenas ilhas isoladas de silício metálico duro. O produto final apresenta um dos mais altos pontos de fusão entre os materiais semicondutores – aproximadamente 11 GPa.

A densidade relativa do SiC aumenta com o aumento do teor de aditivo de C; 5mol% de C aumentou a densificação para mais de 80,2% em peso, próximo ao seu valor teórico. As imagens de TEM de todos os três corpos não mostraram C ou Si não reagido nos limites de grãos ou pontos triplos, apoiando nossa conclusão de que ele se dispersou pelos corpos e está se dissolvendo neles.

As condutividades térmicas dependentes da temperatura para SiC puro, com adição de C e com adição de Si demonstram que a condução térmica ocorre por fônons em vez de elétrons, conforme previsto pela lei de Wiedemann-Franz. Seus altos valores de condutividade térmica podem ser atribuídos à qualidade e pureza superiores do cristal, bem como aos valores de densidade relativa das amostras de 3C-SiC.

Resistência à corrosão
O carbeto de silício (SiC) é um material inorgânico que consiste em polimorfos de carbono. Com características físicas exclusivas, o SiC tem sido usado desde o final do século XIX como abrasivo e, desde então, tem encontrado aplicações em diversos campos devido ao seu desempenho superior em ambientes de alta temperatura.

A resistência à corrosão em ambientes complexos é uma das principais considerações ao projetar componentes cerâmicos, especialmente componentes feitos com SiC. As taxas de corrosão nesses ambientes variam de pequenas a altas e reduzem significativamente a vida útil devido ao aumento de falhas na superfície que podem falhar sob estresse mecânico. Embora tenha havido muito progresso na compreensão do comportamento de oxidação da alumina, da zircônia e de outras cerâmicas em ambientes simples, esses modelos não descrevem com precisão as taxas de corrosão e de falha do SiC.

A corrosão do SiC em ambientes complexos é ainda mais agravada por sua natureza de material refratário que contém pequenas proporções de grafite, um condutor elétrico. No entanto, diferentemente de outros refratários, o grafite reduz a resistência à corrosão do SiC em sua matriz.

As pesquisas para melhorar a resistência à corrosão do SiC exploraram sua combinação com metais com pontos de fusão mais baixos; o cobre é frequentemente escolhido, pois aumenta a resistência ao choque térmico e ao desgaste do SiC. Para explorar isso ainda mais, neste estudo foi criado um composto de Cu-SiC com 5 e 10% de SiC por meio da tecnologia de metalurgia do pó, usando moagem de bolas e pós sinterizados; a microscopia eletrônica de varredura (SEM) e a análise de raios X por dispersão de energia (EDAX) mostraram uma distribuição uniforme do SiC dentro do cobre, enquanto os testes de névoa salina confirmaram o aumento da resistência à corrosão em relação ao seu antecessor.

A Washington Mills oferece grãos e pós de carbeto de silício CARBOREX(r) personalizados de acordo com suas especificações exatas de tamanho, composição química e forma para lapidação e polimento, serragem de lâminas de serra de quartzo, bem como abrasivos revestidos e colados, como lixas ou mídia de jateamento. Entre em contato conosco agora para saber mais ou fazer um pedido da nossa linha de produtos SIC preto ou faça um!

Resistência química
O carbeto de silício é um material cerâmico não óxido excepcional com várias aplicações na indústria. Conhecido há muito tempo por sua extrema dureza, o carbeto de silício é empregado há muito tempo em rebolos e ferramentas de corte como abrasivo, mas suas outras qualidades, como resistência à temperatura, baixas taxas de expansão, inércia química, resistência à corrosão e resistência ao desgaste, o tornam inestimável em muitos ambientes industriais, desde a produção de revestimentos refratários para fornos até peças resistentes ao desgaste encontradas em motores modernos, como bicos de foguetes ou lâminas de turbinas a gás.

O carbeto de silício é fabricado aquecendo-se areia de quartzo e carbono (geralmente coque de petróleo) em altas temperaturas em um forno de resistência, criando cristais de cor verde ou preta, dependendo das impurezas presentes. Após o resfriamento e a densificação, esses grãos podem ser usados na forma de pó densificado, que pode ser combinado com sílica metálica para produzir produtos densos de carbeto de silício sinterizado ou recristalizado para componentes maiores.

A densidade e a química da superfície do pó de carbeto de silício desempenham um papel fundamental em sua resistência à corrosão por ácidos oxidantes, como os ácidos sulfúrico, nítrico e clorídrico. Isso ocorre porque uma camada de SiO2 atua como uma barreira de oxigênio que impede a reação direta entre uma espécie agressora e a superfície do substrato. Dependendo da composição química das espécies agressoras e das condições do ambiente de reação, essa barreira de óxido pode se desgastar totalmente ou permanecer intacta e se reabastecer de fontes de ar, como a atmosfera.

A resistência à corrosão dos materiais é determinada por sua capacidade de passivar um ataque, produzindo uma camada de óxido e passivando qualquer ataque, e o silício e o carbono podem formar fortes ligações covalentes graças ao compartilhamento de pares de elétrons em orbitais híbridos sp3, tornando o material resistente. As aplicações refratárias e de cerâmica se beneficiam do revestimento do carbeto de silício com camadas protetoras de óxido para melhorar a resistência à corrosão.

A inércia química e outras propriedades do carbeto de silício o tornam um substituto adequado para metais como níquel, molibdênio e tungstênio em aplicações de usinagem abrasiva, onde sua durabilidade e estabilidade o tornam essencial. O carbeto de silício também é um componente integral de equipamentos modernos de lapidação, como serras circulares e tornos, devido à sua durabilidade e estabilidade; além disso, sua extraordinária estabilidade tem sido usada em aplicações refratárias, como revestimento de fornos de fusão de cobre, revestimentos de tanques de fundição, fundição de escória/areia de móveis de fornos, como móveis, saggers, tijolos de verificação, abafadores de arco e placas e cadinhos de zinco de fornos elétricos.

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