¿Para qué se utiliza el carburo de silicio?

El carburo de silicio (SiC) es un compuesto inorgánico formado por silicio y carbono. Aunque el SiC se encuentra en la naturaleza en forma del rarísimo mineral moissanita, su producción en masa comenzó en 1893 en forma de polvo como abrasivo.

Los granos de SiC pueden combinarse mediante sinterización para producir cerámicas duras que pueden utilizarse en aplicaciones que exigen durabilidad, como los frenos de los coches o las placas cerámicas de los chalecos antibalas. También se encuentran en dispositivos electrónicos que funcionan a temperaturas y voltajes más altos.

Abrasivo

El carburo de silicio abrasivo es un material extremadamente resistente utilizado ampliamente en muchos procesos industriales. Este producto similar al papel de lija puede utilizarse para el lijado en seco y en húmedo para eliminar el óxido de metales y vidrios, así como para aplicaciones de desbarbado y pulido.

El carburo de silicio (SiC) es un compuesto químico orgánico formado por silicio y carbono que se forma de forma natural como el mineral moissanita; sin embargo, la producción en masa comenzó en 1893 para su uso como abrasivo. Cuando se funde mediante sinterización, forma cerámicas extremadamente duras que tienen muchos usos en aplicaciones como pavimentos o revestimientos de blindajes.

El polvo de carburo de silicio negro se ha convertido rápidamente en una de las principales opciones de abrasivos por su dureza y rendimiento a largo plazo, sustituyendo a menudo a los abrasivos de óxido de aluminio en aplicaciones que exigen altos niveles de durabilidad y eficacia. El carburo de silicio negro también encuentra aplicación en aplicaciones metalúrgicas, donde su resistencia al choque térmico y la expansión térmica son esenciales, y en la creación de semiconductores y electrónica, donde se aprovechan sus propiedades eléctricas superiores.

Refractario

El carburo de silicio es uno de los materiales refractarios más avanzados. Este material presenta una estabilidad química y una conductividad térmica excepcionales con un coeficiente de dilatación extremadamente bajo, además de fuertes propiedades mecánicas y de resistencia a la abrasión y de ser ligero.

El plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV) puede encontrarse en muchas aplicaciones industriales, desde la fabricación de vidrio y aplicaciones de defensa, como la protección de blindajes para tanques y vehículos acorazados, hasta sanitarios, hornos, fundiciones y muflas.

Las cerámicas de aislamiento térmico se utilizan en incineradoras de residuos, hornos rotatorios y altos hornos por sus propiedades de aislamiento térmico y su resistencia. Además, las piezas de fundición fabricadas con este material se utilizan en revestimientos de hornos de fundición, soportes y saggers, así como en piezas de fundición que los soportan. Sin embargo, su principal aplicación se encuentra en la producción de cerámicas refractarias para el aislamiento térmico, el refuerzo de la resistencia al desgaste, así como el refuerzo de procesos de prensado en seco con aglomerantes de reacción de prensado en seco o procesos de extrusión que dan lugar a productos con excepcionales características de rendimiento químico y mecánico, lo que hace que este material sea perfecto para su uso en condiciones extremas.

Vehículos eléctricos

El carburo de silicio ha irrumpido con fuerza en el sector de los vehículos eléctricos como parte esencial de los convertidores CC-CC y los cargadores de a bordo, junto con los semiconductores de nitruro de galio y otros semiconductores, para ayudar a los VE a resolver los problemas de carga de las baterías asociados a los inversores de silicio tradicionales.

Abrasivos de carburo de silicio - El polvo cerámico de carburo de silicio se utiliza ampliamente para fabricar productos abrasivos como papel de lija y muelas abrasivas, debido a su superficie dura y resistente que soporta índices de desgaste muy elevados.

Semiconductor - El SiC es típicamente un aislante eléctrico; sin embargo, añadiendo impurezas o dopantes como dopantes puede actuar como un semiconductor de tipo P y utilizarse en muchas aplicaciones diferentes, desde transistores de potencia hasta diodos y sensores de alta temperatura.

Debido a su baja dilatación térmica y a su rigidez, el carburo de silicio es un material excelente para los espejos de los telescopios. Aunque se pueden encontrar pequeñas cantidades de moissanita natural en meteoritos y yacimientos de kimberlita, la mayor parte del carburo de silicio que se vende en el mundo procede de instalaciones de producción sintética, lo que permite fabricar artículos decorativos como joyas de moissanita sintética.

Semiconductor

El carburo de silicio (SiC) es uno de los materiales cerámicos avanzados más ligeros, duros y resistentes del mercado actual. Además, no es tóxico y es resistente a los ácidos, las lejías y la corrosión.

El SiC se crea mediante la combinación de arena de sílice con materiales ricos en carbono, como el coque de petróleo, en un horno eléctrico. Esto da lugar a la formación de SiC cristalizado de color verde o negro con diferentes propiedades en función de la pureza de las materias primas utilizadas para fabricarlo.

El SiC tiene una brecha de banda excepcionalmente ancha, lo que lo hace adecuado para dispositivos semiconductores de potencia de alto voltaje, como los diodos de barrera Schottky y los MOSFET, que funcionan a temperaturas más elevadas, al tiempo que ofrecen una resistencia de encendido reducida en comparación con el silicio (Si).

La moissanita, la forma mineral natural del SiC, sólo puede encontrarse en pequeñas cantidades en meteoritos y depósitos de corindón; toda la moissanita de calidad para joyería que se vende hoy en día es sintética; la mayor parte del SiC utilizado en aplicaciones electrónicas procede de la síntesis de polvo de SiC mediante diversos métodos.