O carbeto de sil\u00edcio (SiC) \u00e9 um composto qu\u00edmico extremamente duro e resistente, composto de sil\u00edcio e carbono, que apresenta propriedades semicondutoras de intervalo de banda larga para uso em dispositivos eletr\u00f4nicos de alta temperatura e tens\u00e3o.<\/p>\n
O SiC \u00e9 encontrado naturalmente como um mineral conhecido como moissanita e foi produzido em massa pela primeira vez como abrasivo em 1893. Desde ent\u00e3o, tornou-se uma cer\u00e2mica extremamente dur\u00e1vel usada em diversas aplica\u00e7\u00f5es, desde freios e embreagens automotivas at\u00e9 coletes \u00e0 prova de balas.<\/p>\n
O carbeto de sil\u00edcio \u00e9 um composto inerte constitu\u00eddo de sil\u00edcio e carbono que tem a propriedade qu\u00edmica de ser inerte e duro. Quando dopado com agentes dopantes de nitrog\u00eanio, f\u00f3sforo ou g\u00e1lio, forma semicondutores. Quando cristalizado, forma estruturas compactadas em que cada \u00e1tomo forma quatro tetraedros de carbono\/sil\u00edcio que formam liga\u00e7\u00f5es covalentes entre si, formando quatro estruturas c\u00fabicas de tetraedros de sil\u00edcio\/carbono ligados covalentemente por liga\u00e7\u00f5es covalentes.<\/p>\n
O SiC \u00e9 um material extremamente duro e dur\u00e1vel com excelentes propriedades el\u00e9tricas que o tornam adequado para componentes que operam em altas temperaturas e frequ\u00eancias sem comprometer a confiabilidade, como transistores e diodos Schottky.<\/p>\n
Edward Acheson produziu carbeto de sil\u00edcio artificial pela primeira vez em 1891, por acidente, ao aquecer uma mistura de carbono e s\u00edlica em um forno el\u00e9trico, produzindo cristais pretos que imitam o diamante. Mais tarde, Henri Moissan observou essa subst\u00e2ncia naturalmente no local do meteorito Canyon Diablo, no Arizona, e a batizou de moissanita.<\/p>\n
Industrialmente, o carbeto de sil\u00edcio pode ser criado por meio de processos de liga\u00e7\u00e3o por rea\u00e7\u00e3o ou de sinteriza\u00e7\u00e3o; ambos os m\u00e9todos t\u00eam influ\u00eancias significativas em sua microestrutura final. O SiC ligado por rea\u00e7\u00e3o pode ser criado por meio da infiltra\u00e7\u00e3o de compactos compostos de carbeto de sil\u00edcio e carbono com sil\u00edcio l\u00edquido; isso faz com que mais SiC se ligue \u00e0s part\u00edculas originais por meio de rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica. A sinteriza\u00e7\u00e3o envolve a prensagem de SiC em p\u00f3 em lingotes at\u00e9 que uma camada n\u00e3o reagida se forme entre duas camadas reagidas; em seguida, a prensagem novamente cria as camadas a-SiC e b-SiC com camadas n\u00e3o reagidas entre elas, resultantes da prensagem de lingotes de SiC em p\u00f3; Isso cria as camadas a-SiC e b-SiC com camadas que n\u00e3o reagiram entre elas, com uma camada que n\u00e3o reagiu entre elas, ao contr\u00e1rio do SiC ligado por rea\u00e7\u00e3o, com camadas que n\u00e3o reagiram entre duas camadas ligadas por enchimento, produzindo lingotes de SiC formados a partir da prensagem de lingotes de SiC em p\u00f3, criados por meio da prensagem de SiC em p\u00f3 em lingotes nos quais as camadas formadas de ambas as camadas (a-SiC e b-SiC com camadas que n\u00e3o reagiram entre elas). A sinteriza\u00e7\u00e3o envolve a prensagem de SiC em p\u00f3 em lingotes nos quais se formam camadas (a-SiC e uma camada n\u00e3o reagida entre elas).<\/p>\n
Os riscos \u00e0 sa\u00fade e \u00e0 seguran\u00e7a causados pela poeira e pelas fibras geradas durante o processamento s\u00e3o as principais preocupa\u00e7\u00f5es com materiais duros, como o grafite. Elas podem irritar os olhos e a pele, causar problemas respirat\u00f3rios, como fibrose pulmonar, ou contribuir para o desenvolvimento de c\u00e2ncer.<\/p>\n
O carbeto de sil\u00edcio em sua forma pura apresenta excelente resist\u00eancia qu\u00edmica e ao calor, o que o torna adequado para a retifica\u00e7\u00e3o de metais duros, como os encontrados em opera\u00e7\u00f5es modernas de metalurgia. Devido \u00e0 sua superf\u00edcie altamente abrasiva, o carbeto de sil\u00edcio tamb\u00e9m \u00e9 um abrasivo popular usado em trabalhos de lapida\u00e7\u00e3o modernos, pois \u00e9 dur\u00e1vel e relativamente acess\u00edvel. O carbeto de sil\u00edcio tamb\u00e9m pode ser usado como elemento de aquecimento em fornos industriais, bem como em pe\u00e7as resistentes ao desgaste usadas em m\u00e1quinas como trituradores e bombas, al\u00e9m de substratos semicondutores para diodos emissores de luz (LEDs).<\/p>\n
O carbeto de sil\u00edcio pode ser formado em diferentes polimorfos por meio do controle da temperatura da rea\u00e7\u00e3o e do processo de forma\u00e7\u00e3o, com o carbeto de sil\u00edcio alfa (a-SiC), que apresenta uma estrutura cristalina hexagonal semelhante \u00e0 Wurtzita. Enquanto isso, o carbeto de sil\u00edcio beta (b-SiC) apresenta uma estrutura cristalina de blenda de zinco semelhante \u00e0 do diamante. Por fim, o carbeto de sil\u00edcio tetra\u00e9drico (TiC), com alta resist\u00eancia \u00e0 tens\u00e3o, mas que s\u00f3 pode ser produzido em pequenas quantidades, \u00e9 considerado o mais desafiador de todos.<\/p>\n
O SiC puro \u00e9 um cristal opaco amarelo-esverdeado a preto-azulado com densidade m\u00e9dia de 3,21 g\/cm3 que derrete a 2.700 graus Celsius, tem solubilidade insol\u00favel em \u00e1gua, mas se dissolve com \u00e1lcalis como NaOH ou KOH em solu\u00e7\u00e3o. Quando fundido ao sil\u00edcio, forma vidro de carboneto e, quando vaporizado em cristais \u00fanicos, pode ser formado em buqu\u00eas para uso em dispositivos eletr\u00f4nicos.<\/p>\n
O carbeto de sil\u00edcio \u00e9 um material excepcionalmente forte, resistente \u00e0 corros\u00e3o e duro, com dureza Mohs de 9. Sua resist\u00eancia a arranh\u00f5es torna muito dif\u00edcil arranh\u00e1-lo ou quebr\u00e1-lo, o que o torna perfeito para aplica\u00e7\u00f5es de alta tens\u00e3o, como freios automotivos. As caracter\u00edsticas de semicondutor de banda larga do carbeto de sil\u00edcio tamb\u00e9m reduzem os requisitos de energia para deslocar os el\u00e9trons para sua banda de condu\u00e7\u00e3o (tr\u00eas vezes menor que a do sil\u00edcio). Isso torna o carbeto de sil\u00edcio um excelente candidato para aplica\u00e7\u00f5es de alta tens\u00e3o.<\/p>\n
O carbeto de carbono pode ser produzido sinteticamente pela rea\u00e7\u00e3o do carbono com areia de s\u00edlica em um forno el\u00e9trico de grafite a temperaturas entre 1.600 e 2.500 graus Celsius, criado artificialmente por Edward Acheson em 1891 para fins abrasivos industriais. Seu trabalho inspirou Henri Moisan, na Fran\u00e7a, a sintetizar o carbeto de sil\u00edcio misturando quartzo com carbono, dando origem \u00e0 moissanita, que hoje \u00e9 comumente usada em joias.<\/p>\n
O carbeto de sil\u00edcio, como material refrat\u00e1rio, tem in\u00fameras aplica\u00e7\u00f5es que v\u00e3o desde a fabrica\u00e7\u00e3o de ferramentas de corte e abrasivos, materiais estruturais (coletes \u00e0 prova de balas e armaduras compostas), pe\u00e7as automotivas (discos de freio) at\u00e9 materiais resistentes ao desgaste para bombas e motores de foguetes. O carbeto de sil\u00edcio tamb\u00e9m \u00e9 utilizado em diodos emissores de luz e transistores devido \u00e0 sua baixa taxa de expans\u00e3o t\u00e9rmica, resist\u00eancia a rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas e capacidade de suportar altas temperaturas; sua rigidez, dureza e alta condutividade t\u00e9rmica o tornam uma op\u00e7\u00e3o atraente de material de espelho para telesc\u00f3pios astron\u00f4micos devido \u00e0s condi\u00e7\u00f5es espaciais e aos n\u00edveis de radia\u00e7\u00e3o que poderiam destruir outros materiais \u00f3pticos.<\/p>\n
Os processos de fabrica\u00e7\u00e3o de carbeto de sil\u00edcio envolvem v\u00e1rias etapas projetadas para produzir material de alta qualidade. Primeiro, as mat\u00e9rias-primas devem passar por rigorosos processos de purifica\u00e7\u00e3o que removem as impurezas; isso permite que os fabricantes controlem melhor a composi\u00e7\u00e3o do produto final.<\/p>\n
Ap\u00f3s a purifica\u00e7\u00e3o, os p\u00f3s de sil\u00edcio e carbono s\u00e3o combinados em propor\u00e7\u00f5es espec\u00edficas para criar a composi\u00e7\u00e3o de SiC desejada. Em seguida, eles s\u00e3o moldados em v\u00e1rias formas, como lascas ou gr\u00e3os abrasivos, usando v\u00e1rias t\u00e9cnicas, como prensagem, extrus\u00e3o e fundi\u00e7\u00e3o por deslizamento, antes de serem aquecidos em altas temperaturas por meio de sinteriza\u00e7\u00e3o para consolida\u00e7\u00e3o adicional em produtos mais s\u00f3lidos, densos e dur\u00e1veis, com propriedades mec\u00e2nicas aprimoradas.<\/p>\n
Os produtos de carbeto de sil\u00edcio incluem coletes de cer\u00e2mica \u00e0 prova de balas e freios e embreagens automotivos feitos de carbeto de sil\u00edcio; grandes cristais \u00fanicos de SiC podem at\u00e9 mesmo ser cultivados para produzir gemas raras como a moissanita.<\/p>\n
O SiC \u00e9 um composto qu\u00edmico inorg\u00e2nico, mas pode ser feito para se comportar mais como um semicondutor com a adi\u00e7\u00e3o de impurezas, como nitrog\u00eanio ou f\u00f3sforo, que criam regi\u00f5es do tipo n e do tipo p, respectivamente. Isso permite que o SiC conduza eletricidade de acordo com as mudan\u00e7as de temperatura e intensidade, o que o torna perfeito para aplica\u00e7\u00f5es de eletr\u00f4nica de pot\u00eancia.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
What Is Silicon Carbide Composition? Silicon carbide (SiC) is an extremely hard and sturdy chemical compound composed of silicon and carbon that features wide band gap semiconductor properties for use in high temperature and voltage electronic devices. SiC is found naturally as a mineral known as moissanite and was first mass-produced as an abrasive in […]<\/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":"default","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":"default","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"set","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-288","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/288","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=288"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/288\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":289,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/288\/revisions\/289"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=288"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=288"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=288"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}