El carburo de silicio negro (SiC) es un material sintético de alta dureza, alta resistencia al desgaste, alta resistencia a la temperatura y excelente estabilidad química. Se compone principalmente de arena de cuarzo, coque de petróleo y otras materias primas fundidas en hornos eléctricos de alta temperatura. Tiene una amplia gama de usos, abarcando múltiples campos industriales. Las principales aplicaciones son:
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1. Abrasivos y herramientas de corte
Materiales abrasivos: El carburo de silicio negro se utiliza ampliamente en la fabricación de muelas abrasivas, papel de lija, cabezales de rectificado, etc., gracias a su alta dureza (dureza Mohs 9.2). Es adecuado para el rectificado de materiales de baja resistencia como vidrio, cerámica, piedra y hierro fundido.
Herramientas de corte: Como materia prima para discos de corte, se utiliza en el procesamiento de piedra, el corte de metales y otros campos, siendo especialmente adecuado para el corte de materiales frágiles.
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2. Materiales refractarios
– Aplicaciones industriales de alta temperatura: La resistencia a altas temperaturas del carburo de silicio negro (punto de fusión aproximado de 2700 °C) lo convierte en un material ideal para revestimientos de hornos, ladrillos refractarios y hormigones. Se utiliza en equipos de alta temperatura en las industrias metalúrgica, cerámica, vidrio y otras.
– Resistencia a la corrosión: Excelente rendimiento en entornos de alta temperatura y corrosión química (como hornos de acero).
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3. Piezas resistentes al desgaste y al impacto
– Piezas industriales resistentes al desgaste: se utilizan para fabricar anillos de sello mecánico, boquillas de chorro de arena, piezas de bombas de lodo, etc., adecuadas para entornos hostiles como la minería y las industrias químicas.
– Materiales a prueba de balas: debido a su alta dureza y resistencia al impacto, se puede combinar con otros materiales para equipos de protección.
| ANÁLISIS QUÍMICO TÍPICO | PROPIEDADES FÍSICAS TÍPICAS | ||
| Sic | ≥98% | Dureza: | Escala de Mohs: 9,15 |
| SiO2 | ≤1% | Punto de fusión: | Sublima a 2250 ℃ |
| H2O3 | ≤0,5% | Temperatura máxima de servicio: | 1900℃ |
| Fe2O3 | ≤0,3% | Peso específico: | 3,2-3,45 g/cm3 |
| FC | ≤0,3% | Densidad aparente (LPD): | 1,2-1,6 g/cm3 |
| Contenido magnético | ≤0,02% | Color: | Negro |
| Forma de la partícula: | Hexagonal | ||
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4. Campos de electrónica y semiconductores
– Sustrato de componentes electrónicos: Aunque la pureza es menor que la del carburo de silicio verde, el carburo de silicio negro todavía se utiliza para fabricar elementos de calentamiento eléctrico (como varillas de calentamiento por resistencia), sustratos de disipación de calor de placas de circuito, etc.
– Materiales auxiliares para semiconductores: En la industria fotovoltaica, se utiliza como suspensión abrasiva para el corte de obleas de silicio para mejorar la eficiencia de corte.
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5. Cerámica y materiales compuestos
– Materiales de refuerzo: Como aditivo para materiales compuestos a base de cerámica o metal, mejora la resistencia, la resistencia al desgaste y la resistencia a altas temperaturas del material y se utiliza en la industria aeroespacial, pastillas de freno de automóviles, etc.
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6. Campos de protección química y ambiental
– Equipos resistentes a la corrosión: se utilizan en reactores y revestimientos de tuberías para resistir la corrosión ácida y alcalina fuerte.
– Materiales de filtro: se utilizan como medios de filtro en el tratamiento de gases de combustión a alta temperatura, como elementos de filtro de colectores de polvo.
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7. Otras aplicaciones
– Procesamiento de joyas: se utiliza para cortar y pulir piedras preciosas.
– Materiales de recubrimiento: se utilizan como recubrimientos resistentes al desgaste y a la corrosión en superficies metálicas.
Diferencia con el carburo de silicio verde
El carburo de silicio negro tiene una pureza más baja (aproximadamente 95% -98%) y un costo menor, y es adecuado para escenarios con requisitos de baja pureza; el carburo de silicio verde tiene una pureza más alta (≥99%) y una dureza ligeramente mejor, y se utiliza principalmente para el procesamiento de precisión de carburo cementado, chips semiconductores, etc.
En resumen, el carburo de silicio negro juega un papel importante en la fabricación industrial, nuevos materiales, energía y otros campos con sus propiedades únicas, y es un material clave para mejorar la eficiencia y la durabilidad.
Distribución del tamaño del carburo de silicio negro
| Designación de grano | Diámetro medio en um |
| F12 | 1765 |
| F14 | 1470 |
| F16 | 1230 |
| F20 | 1040 |
| F22 | 885 |
| F24 | 745 |
| F30 | 625 |
| F36 | 525 |
| F40 | 438 |
| F46 | 370 |
| F54 | 310 |
| F60 | 260 |
| F70 | 218 |
| F80 | 185 |
| F90 | 154 |
| F100 | 129 |
| F120 | 109 |
| F150 | 82 |
| F180 | 69 |
| F220 | 58 |
| Tamaño de grano JIS | D0(micrón) | D3(micrón) | D50 (micras) | D94(micrón) |
| #240 | ≤ 127 | ≤ 103 | 57,0 ± 3,0 | ≥ 40 |
| #280 | ≤ 112 | ≤ 87 | 48,0 ± 3,0 | ≥ 33 |
| #320 | ≤ 98 | ≤ 74 | 40,0 ± 2,5 | ≥ 27 |
| #360 | ≤ 86 | ≤ 66 | 35,0 ± 2,0 | ≥ 23 |
| #400 | ≤ 75 | ≤ 58 | 30,0 ± 2,0 | ≥ 20 |
| #500 | ≤ 63 | ≤ 50 | 25,0 ± 2,0 | ≥ 16 |
| #600 | ≤ 53 | ≤ 41 | 20,0 ± 1,5 | ≥ 13 |
| #700 | ≤ 45 | ≤ 37 | 17,0 ± 1,5 | ≥ 11 |
| #800 | ≤ 38 | ≤ 31 | 14,0 ± 1,0 | ≥ 9.0 |
| #1000 | ≤ 32 | ≤ 27 | 11,5 ± 1,0 | ≥ 7.0 |
| #1200 | ≤ 27 | ≤ 23 | 9,5 ± 0,8 | ≥ 5,5 |
| #1500 | ≤ 23 | ≤ 20 | 8,0 ± 0,6 | ≥ 4,5 |
| #2000 | ≤ 19 | ≤ 17 | 6,7 ± 0,6 | ≥ 4.0 |
| #2500 | ≤ 16 | ≤ 14 | 5,5 ± 0,5 | ≥ 3.0 |
| #3000 | ≤ 13 | ≤ 11 | 4,0 ± 0,5 | ≥ 2.0 |
| #4000 | ≤ 11 | ≤ 8.0 | 3,0 ± 0,4 | ≥ 1,8 |