Los whiskers de carburo de silicio, part\u00edculas monocristalinas de tama\u00f1o microm\u00e9trico con propiedades f\u00edsicas y qu\u00edmicas excepcionales, han despertado un gran inter\u00e9s en la investigaci\u00f3n debido a su amplio abanico de aplicaciones en muchos campos, como los materiales estructurales de alta temperatura y la cer\u00e1mica para herramientas.<\/p>\n
La cer\u00e1mica mullita es un material refractario qu\u00edmicamente muy estable con propiedades mec\u00e1nicas y f\u00edsicas superiores, como alta dureza y resistencia a la fluencia t\u00e9rmica, aunque su tenacidad a la fractura sigue siendo relativamente baja. Los whiskers de SiC mejoran significativamente esta propiedad.<\/p>\n
Los whiskers de carburo de silicio son fibras monocristalinas de tama\u00f1o microm\u00e9trico parecidas al diamante en su estructura, que poseen las cualidades \u00fanicas de alta resistencia, rigidez, resistencia qu\u00edmica y estabilidad t\u00e9rmica que las convierten en un excelente material de refuerzo para cer\u00e1micas, metales y compuestos polim\u00e9ricos.<\/p>\n
Los rellenos minerales pueden utilizarse para reforzar la cer\u00e1mica, al tiempo que aumentan su ductilidad y dureza, resistencia a la oxidaci\u00f3n, \u00edndice de expansi\u00f3n t\u00e9rmica y tenacidad a la fractura. Adem\u00e1s, pueden a\u00f1adirse a los compuestos de matriz polim\u00e9rica para reducir las necesidades de relleno y hacerlos m\u00e1s resistentes al agrietamiento, la abolladura y los da\u00f1os por fatiga.<\/p>\n
Los bigotes pueden fabricarse mediante diversas t\u00e9cnicas, como la reducci\u00f3n carbot\u00e9rmica de s\u00edlice, la reacci\u00f3n qu\u00edmica entre haluros de silicio y CCl4, o la CVD con catalizadores met\u00e1licos. Por desgracia, su calidad y dimensi\u00f3n suelen verse limitadas por la aglomeraci\u00f3n y la anisotrop\u00eda (Wright, 2006). Un proceso m\u00e1s avanzado implica el crecimiento vapor-l\u00edquido-s\u00f3lido, que permite colocar los bigotes en la profundidad de los poros de sustratos porosos y proporciona propiedades deseables.<\/p>\n
Se estudiaron los bigotes y se compararon con las fibras de subproductos industriales en suspensi\u00f3n en el aire para determinar los posibles riesgos para los trabajadores que los manipulan, sin que se encontraran riesgos respiratorios significativos en los bigotes de SiC. Los resultados de la investigaci\u00f3n concluyeron que los bigotes de SiC no suponen ning\u00fan riesgo importante cuando se manipulan.<\/p>\n
El carburo de silicio fue sintetizado artificialmente por primera vez por Edward Acheson en 1891 como material abrasivo conocido como carborundo (Enciclopedia Brit\u00e1nica, 2014). Desde entonces se ha producido en masa utilizando arena de cuarzo y carbono calentados a altas temperaturas para formar lotes a gran escala de carburo de silicio que se utiliza en varios campos industriales debido a su excepcional resistencia, ventaja de peso y estabilidad a altas temperaturas, as\u00ed como ser altamente resistente a la exposici\u00f3n a la radiaci\u00f3n; sellos de cer\u00e1mica y boquillas de chorro de arena utilizan carburo de silicio, mientras que la sustituci\u00f3n de sustancias de amianto durabilidad entre otros.<\/p>\n
El carburo de silicio (SiC) es un compuesto semimet\u00e1lico formado por silicio y carbono con un punto de fusi\u00f3n de 2260 grados C y una baja presi\u00f3n de vapor que lo hace insoluble en agua, aunque soluble en alcohol y \u00e9ter; sin embargo, debido a la exposici\u00f3n al aire a temperatura ambiente se degrada r\u00e1pidamente dando lugar a una r\u00e1pida degradaci\u00f3n con el paso del tiempo. El SiC puede encontrarse como abrasivo en el papel de lija, as\u00ed como en herramientas de revestimiento como las de chorro de arena, as\u00ed como en muelas abrasivas u otros equipos de mecanizado.<\/p>\n
Los bigotes de SiC pueden ser peligrosamente t\u00f3xicos para las c\u00e9lulas, alterando sus membranas y provocando su muerte. Estudios realizados en c\u00e9lulas de fibroblastos de rat\u00f3n demostraron su citotoxicidad al inducir mutaciones en el ADN, aumentar el contenido total de ADN celular y provocar transformaciones malignas, efectos que disminu\u00edan cuando se recubr\u00edan con tensioactivos no t\u00f3xicos. Cuando se probaron contra c\u00e9lulas humanas de epitelio traqueal ciliado, resultaron ser m\u00e1s t\u00f3xicas que las fibras de subproductos industriales como el amianto y el sulfuro de n\u00edquel, pero menos da\u00f1inas que el talco y el di\u00f3xido de titanio.<\/p>\n
Los bigotes de carburo de silicio son un material de refuerzo ideal para endurecer cer\u00e1micas, metales y compuestos polim\u00e9ricos. Sus propiedades incluyen una gran resistencia, dureza, inercia qu\u00edmica y resistencia a la temperatura, as\u00ed como una mayor resistencia a la oxidaci\u00f3n de materiales como los materiales cer\u00e1micos de oxicarburo de silicio, que se han estudiado ampliamente como herramientas, componentes de motores y cer\u00e1micas resistentes al desgaste, en funci\u00f3n de la qu\u00edmica, la estructura y el tama\u00f1o de los cristales sintetizados mediante reducci\u00f3n carbot\u00e9rmica, CVD o combusti\u00f3n de productos residuales como la c\u00e1scara de arroz.<\/p>\n
Sin embargo, sus propiedades mec\u00e1nicas son muy inferiores a las del silicio cristalino monol\u00edtico (c-Si). Para mejorar la resistencia a la tracci\u00f3n y a la fatiga de estos materiales, los investigadores los han modificado con materiales org\u00e1nicos o fibras inorg\u00e1nicas conocidas como bigotes de SiC para mejorar la resistencia a la compresi\u00f3n y a la tracci\u00f3n, as\u00ed como para disminuir la concentraci\u00f3n de tensiones a su alrededor durante la fractura. Esta modificaci\u00f3n ha aumentado significativamente la resistencia a la compresi\u00f3n y, al mismo tiempo, ha disminuido la concentraci\u00f3n de tensiones durante la fractura.<\/p>\n
La adici\u00f3n de whiskers de SiC a una matriz vitrocer\u00e1mica mejora significativamente su resistencia y tenacidad, al tiempo que mantiene la facilidad de formaci\u00f3n del vidrio y mejora el rendimiento tribol\u00f3gico. Adem\u00e1s, puede aumentar la ductilidad, as\u00ed como el l\u00edmite el\u00e1stico de Hugoniot en varios \u00f3rdenes de magnitud; por otra parte, su morfolog\u00eda de fractura da muestras de ello al mostrar numerosos hoyuelos y bordes de desgarro, indicativos de su comportamiento d\u00factil.<\/p>\n
El carburo de silicio (SiC) es un compuesto qu\u00edmico extremadamente duro formado por silicio y carbono que se encuentra de forma natural en la piedra preciosa moissanita, pero del que se producen versiones en serie desde 1893 en forma de polvo y cristal para su uso como abrasivo. El carburo de silicio tambi\u00e9n se utiliza en aplicaciones que requieren una gran resistencia, como discos de freno cer\u00e1micos para autom\u00f3viles y chalecos antibalas, as\u00ed como juntas de ejes de bombas; su punto de fusi\u00f3n le permite soportar temperaturas extremas sin agrietarse ni deformarse con el tiempo.<\/p>\n
Las propiedades t\u00e9rmicas de los whiskers de SiC dependen en gran medida de su microestructura, qu\u00edmica superficial y tama\u00f1o. Con una baja presi\u00f3n de vapor y una estabilidad de hasta 1650 \u00baC, estos whiskers pueden utilizarse como refuerzo en diversos materiales, como metales y pol\u00edmeros, mejorando su resistencia, dureza, inercia qu\u00edmica y resistencia a la oxidaci\u00f3n, al tiempo que prolongan su vida \u00fatil.<\/p>\n
El an\u00e1lisis de la microestructura de los bigotes de SiC puede realizarse mediante microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido y difracci\u00f3n de rayos X. Consisten en estructuras policristalinas formadas por los polit\u00edpos 3C beta-SiC y 6H-SiC; un examen m\u00e1s detallado ha revelado que las regiones cristalinas poseen mayores densidades de defectos planares que las regiones amorfas debido a las microtensiones formadas en los planos 1 1 1 que ejercen efectos significativos en las superficies de fractura tanto por tensi\u00f3n como por flexi\u00f3n de los nanocompuestos PI-SiCw.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide whiskers, single-crystal micron-sized particles with outstanding physical and chemical properties, have garnered significant research interest due to their wide-ranging applications across many fields including high temperature structural materials and tool ceramics. Mullite ceramic is a highly chemically stable refractory material with superior mechanical and physical properties such as high hardness and temperature creep […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[64],"tags":[],"class_list":["post-363","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/363","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=363"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/363\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":364,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/363\/revisions\/364"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=363"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=363"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=363"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}