Tubos de carburo de silicio

El carburo de silicio (SiC) es un material asombroso con una fuerza y una resistencia extraordinarias. Capaz de soportar altas temperaturas, productos químicos agresivos y resistencia a la corrosión, estas características hacen del SiC un material incomparable.

A la hora de seleccionar un tubo de carburo de silicio para su proyecto, hay que tener en cuenta varios elementos, como la temperatura, la presión, el entorno propenso a la corrosión y el tamaño/forma. Esta guía trata estas cuestiones para que pueda tomar una decisión informada que satisfaga mejor los requisitos de su instalación.

Dureza

El carburo de silicio es un material cerámico innovador con características excepcionales de resistencia a la abrasión, resistencia a la corrosión, estabilidad térmica, resistencia a la flexión e inercia química. Presume de una dureza Mohs de nueve, que se aproxima mucho a la del diamante. Las características de fractura del carburo de silicio lo hacen muy útil en muelas abrasivas, así como en abrasivos de papel y tela; además, sirve como componente en hornos industriales como protector del par térmico al tiempo que soporta temperaturas muy elevadas.

La resistencia a la corrosión depende del equilibrio entre las tasas de ataque de un agente atacante y la reposición de las capas de óxido protectoras, y sus respectivas tasas de ataque de cada agente atacante. Este equilibrio puede verse afectado por factores como la limpieza del sustrato, las impurezas y los coadyuvantes de sinterización, así como por las historias de reacción inmediata con las especies atacantes, lo que puede incluir la disponibilidad de oxígeno reactivo en la atmósfera, así como el nivel de pH de las especies atacantes o la composición química de la capa de revestimiento.

El SiC sinterizado se emplea ampliamente en materiales compuestos para cascos y chalecos antibalas debido a su dureza. Además, suele emplearse como material de revestimiento de altos hornos, ya que tiene un módulo elástico y una resistencia a la compresión superiores a los de los materiales de revestimiento de acero. Tiene la capacidad de resistir impactos a velocidades muy elevadas y ofrece una vida útil superior a la de sus homólogos, como los materiales de revestimiento de acero inoxidable.

Los tubos de carburo de silicio se presentan en una gran variedad de tamaños y formas para satisfacer una amplia gama de aplicaciones en diversos campos, desde aplicaciones de la industria energética hasta la aeroespacial. Los tubos de carburo de silicio destacan por su resistencia a entornos difíciles, como temperaturas extremas, productos químicos corrosivos y entornos agresivos, cualidades que los hacen especialmente adecuados para su uso en aplicaciones de la industria energética. Estos productos pueden ofrecerse con diversos revestimientos para mejorar su rendimiento, y presentan una impresionante resistencia a la abrasión, así como una extraordinaria estabilidad dimensional y bajos coeficientes de dilatación térmica. Gracias a estas propiedades, los componentes de tubos cerámicos se han convertido en opciones populares para boquillas de pulverización y otros componentes de tubos cerámicos en las industrias química y papelera, así como componentes de reactores nucleares resistentes a la corrosión. Para preservar su vida útil y evitar posibles daños durante los procesos de almacenamiento y transporte.

Resistencia a la corrosión

El carburo de silicio es un material extremadamente duradero, capaz de soportar temperaturas y productos químicos agresivos, así como de ofrecer una excelente resistencia a la corrosión, lo que resulta ideal para uso industrial. Los tubos de carburo de silicio se utilizan a menudo como protectores de pares térmicos en fundiciones, ya que soportan altas temperaturas sin que se produzcan problemas de erosión o corrosión, por lo que son perfectos para muchos procesos de fundición.

El material refractario de carburo de silicio es más rentable que la cerámica o los metales en términos de costes energéticos para su fabricación, además de más duradero. Además, sus propiedades flexibles permiten darle diversas formas con facilidad.

El carburo de silicio destaca por ser un excelente conductor térmico. Esta característica puede aumentar significativamente la eficacia del sistema de calefacción y, al mismo tiempo, reducir los costes energéticos y aumentar la productividad, algo especialmente importante en aplicaciones de fundición en las que la transferencia de calor es de vital importancia. Además, la estabilidad del carburo de silicio supera a la de otros materiales refractarios, que pueden agrietarse y degradarse con el tiempo.

Los tubos de carburo de silicio no sólo tienen una excelente conductividad térmica, sino también una impresionante resistencia química. Pueden soportar grandes oscilaciones de temperatura sin sufrir daños por la corrosión de diversas sustancias como escorias de carbón y oxidantes; de hecho, ¡incluso se han utilizado como revestimiento de hornos!

La corrosión es un proceso intrincado con múltiples variables que afectan a su impacto en distintos entornos. Los científicos han realizado grandes avances en la comprensión de la corrosión en materiales de carburo y nitruro de silicio mediante la creación de modelos que tienen en cuenta las reacciones químicas en competencia, los mecanismos de transporte de masas necesarios para el transporte y los cambios en las morfologías superficiales y microestructurales.

Los tubos de protección de carburo de silicio se presentan en todo tipo de formas, tamaños y longitudes, y normalmente se fabrican sinterizando material en polvo a altas temperaturas. A menudo se elige Hexoloy por su excelente acabado superficial en cocción, su estricto control dimensional y su fino tamaño de grano, cualidades todas ellas que contribuyen a crear un producto con una larga vida útil.

Conductividad térmica

El carburo de silicio presenta una conductividad térmica y una resistencia a la corrosión frente a los ácidos superiores a las de muchas aleaciones metálicas, lo que lo convierte en un material excelente para aplicaciones en las que la eficiencia térmica es clave, como hornos industriales o tubos protectores de termopares.

La conductividad térmica de los materiales depende de la cantidad de energía térmica que atraviesa su superficie y se distribuye por su área de distribución. A medida que aumenta la conductividad térmica, también fluye más rápidamente la energía a través de un área determinada.

Hay varios factores que influyen en la conductividad térmica del carburo de silicio. Uno de ellos es la densidad de átomos en la superficie: cuantos más átomos haya en la superficie, mayor será la conductividad térmica. La densidad atómica también influye; los materiales de mayor densidad tienden a tener conductividades térmicas más bajas que sus homólogos de menor densidad.

La conductividad térmica del carburo de silicio también viene determinada por su estructura cristalina. Si se produce más cristalino, su conductividad térmica aumentará debido a las superficies más lisas y a los mayores puntos de contacto entre cristales.

El carburo de silicio no sólo tiene una alta conductividad térmica, sino que también presenta otras numerosas características deseables, como la solidez y la resistencia a la corrosión por ácidos, pero tiene un bajo coeficiente de dilatación térmica y una excelente durabilidad a la temperatura, cualidades que hacen que sea popularmente elegido para su uso en boquillas de pulverización, boquillas de granallado y componentes de ciclones.

Al seleccionar un tubo de carburo de silicio para su aplicación, es fundamental tener en cuenta la temperatura de funcionamiento, la compatibilidad química y el tamaño como factores a considerar. De este modo, se asegurará de que el tubo más adecuado funcione según lo previsto durante el mayor tiempo posible, lo que le permitirá completar los proyectos con eficacia y eficiencia.

Fuerza

Los tubos de carburo de silicio son maravillas de la ingeniería industrial, ya que ofrecen una durabilidad, resistencia a la abrasión, resistencia a altas temperaturas y protección contra la corrosión extraordinarias, lo que los convierte en el material preferido para aplicaciones en las que intervienen sustancias ácidas o corrosivas.

Estos tubos cerámicos pueden fabricarse mediante varios procesos, con dos opciones: aglomerado por reacción y sinterizado. El carburo de silicio aglomerado por reacción se forma inyectando compactos de mezclas de partículas de SiC y carbono con silicio líquido, que luego reacciona con ellas y libera más átomos de silicio para formar más partículas propias, produciendo estructuras multicapa que luego pueden sinterizarse para conseguir las densidades deseadas. La sinterización se utiliza cuando se desean altas densidades, utilizando ciclos rápidos de calentamiento y enfriamiento para una producción rápida de material en estado sólido con propiedades mecánicas deseables.

Independientemente del método de fabricación empleado, los tubos cerámicos son muy resistentes. Soportan temperaturas extremas -incluida el agua hirviendo- y altas presiones. Además, son inmunes a los productos químicos que provocan corrosión, lo que los hace perfectos para aplicaciones que implican un flujo constante de líquidos o gases.

Los tubos de carburo de silicio no sólo ofrecen resistencia física, sino que también poseen propiedades eléctricas excepcionales. Su baja impedancia de entrada y ruido los hacen perfectos para aplicaciones de alta potencia/alta frecuencia. Además, su naturaleza unipolar ofrece un potencial de funcionamiento estable, lo que hace que estos tubos sean adecuados para su uso en todos los sectores, desde el aeroespacial hasta la generación de energía.

Las aplicaciones de procesamiento químico suelen requerir materiales con mayor resistencia al desgaste y a la abrasión, lo que convierte al plástico en una excelente alternativa a los tubos de acero. Fabricados en diversas formas y tamaños para satisfacer las distintas necesidades de las aplicaciones - tubos rectos, tubos con bridas o curvas de cintura de camarón pueden fabricarse con materiales plásticos - hacen de estas versátiles alternativas a los clásicos tubos de acero una solución atractiva.

El carburo de silicio sinterizado Hexoloy SE es una excelente elección de material para intercambiadores de calor de carcasa y tubos utilizados en la industria de revestimientos, ya que presenta una excelente resistencia a la corrosión y a la abrasión, así como un bajo coeficiente de dilatación térmica. También son excelentes para protectores de pares térmicos que deben soportar temperaturas extremadamente altas.