Carburo de silicio negro: propiedades y aplicaciones
1. Descripción general
El carburo de silicio negro (SiC) es un material cerámico sintético que se produce calentando una mezcla de arena de sílice y coque de petróleo en un horno de resistencia eléctrica a altas temperaturas (alrededor de 2200 °C). Es más duro que el óxido de aluminio, pero menos tenaz que el diamante o el carburo de boro.
2. Propiedades clave del carburo de silicio negro
| Propiedad | Descripción |
|---|---|
| Dureza | 9,0-9,5 en la escala de Mohs (cercano al diamante) |
| Punto de fusión | ~2700°C (se descompone, no se funde) |
| Conductividad térmica | Alto (120-200 W/m·K) |
| Resistencia química | Resistente a ácidos, álcalis y oxidación. |
| Conductividad eléctrica | Semiconductor |
| Resistencia mecánica | Alta resistencia a la compresión, frágil. |
| Densidad | ~3,1 g/cm³ |
| Resistencia al choque térmico | Excelente |
| Color | Negro/gris oscuro debido a impurezas (hierro, carbono) |
3. Aplicaciones del carburo de silicio negro
A. Abrasivos y rectificado
Se utiliza en muelas abrasivas, papeles de lija y herramientas de corte.
Eficaz para metales no ferrosos (aluminio, latón), cerámicas y compuestos.
B. Refractarios
Su alta estabilidad térmica lo hace adecuado para revestimientos de hornos, muebles de hornos y crisoles.
Se utiliza en la fabricación de acero y vidrio.
C. Aplicaciones metalúrgicas
Actúa como desoxidante en la producción de acero.
Se utiliza en el refinado de hierro y acero para mejorar la calidad.
D. Componentes resistentes al desgaste
Se utiliza en boquillas, sellos y medios de granallado para chorro de arena.
Se aplica en componentes de bombas sujetos a erosión.
E. Electrónica y semiconductores
Se utiliza en dispositivos electrónicos de alta potencia y alta temperatura (diodos, LED).
Material de sustrato para ciertas aplicaciones de semiconductores.
F. Automotriz y aeroespacial
Discos de freno y pastillas de freno cerámicas (por resistencia al calor).
Componentes estructurales ligeros en la industria aeroespacial.
G. Cerámica y materiales compuestos
Agente de refuerzo en compuestos de matriz cerámica (CMCs).
Se utiliza en materiales de armadura antibalas.
H. Pulido y lapeado
Los polvos finos de SiC se utilizan para pulir vidrio, piedra y componentes ópticos.
4. Comparación con el carburo de silicio verde
SiC negro : más barato, ligeramente menos puro (~97-98 % SiC), utilizado para fines abrasivos y refractarios generales.
SiC verde : mayor pureza (>99 %), utilizado para el rectificado de precisión de materiales duros como el carburo de tungsteno.
5. Ventajas y limitaciones
✔ Ventajas:
Extrema dureza y resistencia al desgaste.
Excelente estabilidad térmica y química.
Rentable en comparación con el diamante o el carburo de boro.