Usos do carbeto de silício

O carbeto de silício é um excelente material cerâmico não oxidado com propriedades excepcionais. Particularmente duro, o carbeto de silício é um material ideal para a fabricação de componentes resistentes ao desgaste ou abrasivos.

Ele também oferece excelente resistência à corrosão e pode operar com segurança por longos períodos em ambientes ácidos, alcalinos e oxidantes. Além disso, seu desempenho em altas temperaturas o torna adequado para uso em fornos de metal fundido e outros equipamentos de aquecimento.

Forno de oxigênio básico

O carbeto de silício é conhecido por ser altamente resistente à corrosão e possui uma classificação de dureza Mohs de 9. Ele também apresenta resistência superior ao desgaste, o que o torna uma excelente opção para aplicações que operam sob condições ambientais severas. Além disso, o carbeto de silício também atua como isolante elétrico.

O forno de oxigênio básico, também conhecido como processo de fabricação de aço Linz-Donawitz ou fabricação de aço com conversor de oxigênio, é responsável por 67% da produção global de aço bruto. Essa técnica utiliza oxigênio soprado no ferro-gusa fundido em um recipiente refratário revestido para oxidá-lo e produzir aço bruto.

As usinas siderúrgicas modernas normalmente utilizam o processo básico de forno de oxigênio, no qual o ferro fundido é misturado com oxigênio puro para produzir aço de forma rápida e eficiente. Uma lança com vários bicos sopra esse oxigênio puro sobre a câmara de conversão do conversor e o converte em calor exotérmico, derretendo os depósitos de carbono e, ao mesmo tempo, formando aço adequado para vários usos.

Usina siderúrgica

As usinas siderúrgicas são grandes instalações integradas que normalmente custam de $1 bilhão a $4 bilhão para serem construídas e operadas, produzindo vários produtos acabados, como chapas e tubos pesados, bem como trilhos e barras, com capacidade de produção anual superior a 2.000.000 de toneladas por ano.

As usinas integradas geralmente consistem em fornos de coque e usina química de carvão, usina de sinterização, alto-forno, aciaria e laminadores. O alto-forno converte o minério de ferro em aço líquido, que pode então ser fundido em vários formatos.

A programação do processo de fabricação em uma fábrica de aço envolve a compreensão de todos os seus procedimentos. Se os procedimentos a montante não puderem colaborar de forma eficaz com os procedimentos a jusante, os equipamentos e os recursos humanos poderão ser desperdiçados; os verdadeiros recursos de otimização que ultrapassam os limites tradicionais do sistema podem ser a solução para esse desafio. A intensidade energética diminuiu consideravelmente nesse setor nos últimos quinze anos.

Indústria química

O carbeto de silício é uma das substâncias mais duras conhecidas, ostentando uma classificação na escala de dureza Mohs comparável à do diamante. Por isso, ele tem muitos usos em aplicações de usinagem abrasiva devido à sua excelente resistência ao desgaste. Além disso, o carbeto de silício apresenta propriedades excepcionais de resistência à corrosão, pois mantém sua força mesmo em temperaturas de até 2.700degC.

Os ambientes de processamento químico geralmente expõem os metais a ácidos, álcalis e outros agentes nocivos; além disso, possui excelente condutividade térmica e baixo coeficiente de taxas de expansão para maior confiabilidade.

O carborundum pode ser dopado com fósforo ou nitrogênio para produzir um semicondutor do tipo n, e berílio, boro, alumínio e gálio para dopagem do tipo p. Com seu amplo bandgap, que permite uma transferência de energia elétrica mais eficiente do que os semicondutores tradicionais, como os semicondutores de silício ou germânio, ele é adequado para eletrônica de potência, como conversores CC/CC para sistemas de carregamento de veículos elétricos, fabricação de LEDs e aplicações de lapidação/polimento de pedras preciosas. Às vezes, o próprio carborundum pode até ser usado como pedra preciosa!

Setor automotivo

O carbeto de silício desempenha um papel fundamental na produção automotiva e oferece várias vantagens que ajudam a reduzir o uso de energia e as contas de luz. O carbeto de silício oferece um potencial de economia significativo em um setor que enfrenta mudanças tão drásticas ao desempenhar seu papel.

O carbeto de silício (SiC) é um composto cristalino produzido sinteticamente, extremamente duro e durável, feito de silício e carbono, normalmente disponível como material sinterizado e produzido por meio de várias técnicas, como recristalização, prensagem a quente, sinterização por micro-ondas, sinterização por reação ou sinterização sem pressão. O carbeto de silício tem uma finalidade importante como material abrasivo e pode ser encontrado em rebolos, ferramentas de corte e produtos de lixa.

O carbeto de silício apresenta propriedades elétricas excepcionais devido à sua natureza semicondutora. A resistência desse material a ácidos orgânicos e inorgânicos, sais e álcalis é superior à de muitos de seus equivalentes, com resistências de até sete ordens de magnitude de diferença, o que torna esse material isolante adequado para aplicações como inversores de tração para veículos elétricos e conversores CC/CC para sistemas de armazenamento de energia.