O carboneto de silício (SiC) tem, de facto, uma elevada condutividade térmica, que é uma das suas propriedades de destaque.A condutividade térmica do SiC varia consoante a sua forma e o processo de fabrico, indo de 30-40 W/(m∙K) para materiais recristalizados e sinterizados em fase líquida até 490 W/(m∙K) para SiC monocristalino.Para o SiC CVD (Chemical Vapor Deposition), a condutividade térmica é tipicamente de pelo menos 150 W/mK, que é superior à dos aços comuns e do ferro fundido.Esta elevada condutividade térmica, combinada com a sua baixa expansão térmica e excelente resistência ao choque térmico, faz do SiC um excelente material para aplicações a alta temperatura e ambientes que requerem uma dissipação de calor eficiente.
Pontos-chave explicados:
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Gama de condutividade térmica do carboneto de silício:
- O carboneto de silício apresenta uma vasta gama de valores de condutividade térmica, dependendo da sua forma e processo de fabrico.
- Os materiais de SiC recristalizados e sinterizados em fase líquida têm condutividades térmicas na gama de 30-40 W/(m∙K).
- O SiC monocristalino pode atingir condutividades térmicas tão altas quanto 490 W/(m∙K).
- O SiC CVD tem normalmente uma condutividade térmica de pelo menos 150 W/mK, que é superior à de muitos metais comuns, como o aço e o ferro fundido.
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Comparação com outros materiais:
- A condutividade térmica do SiC é significativamente mais elevada do que a de muitas outras cerâmicas e mesmo de alguns metais.
- Por exemplo, a condutividade térmica dos aços comuns e do ferro fundido é inferior à do SiC CVD, o que faz do SiC uma escolha superior para aplicações que requerem uma dissipação de calor eficiente.
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Impacto da temperatura na condutividade térmica:
- Embora o SiC tenha uma elevada condutividade térmica, é importante notar que esta propriedade pode diminuir com o aumento da temperatura.
- Esta dependência da temperatura deve ser cuidadosamente considerada ao selecionar o SiC para aplicações específicas de alta temperatura.
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Aplicações que beneficiam de uma elevada condutividade térmica:
- A elevada condutividade térmica do SiC torna-o ideal para aplicações em ambientes de alta temperatura, como na indústria aeroespacial, automóvel e eletrónica de potência.
- A sua capacidade para dissipar eficazmente o calor ajuda a manter o desempenho e a longevidade dos componentes nestas aplicações exigentes.
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Propriedades adicionais que melhoram o desempenho térmico:
- O SiC tem também uma baixa expansão térmica (4,0x10-6/°C), o que contribui para a sua excelente resistência ao choque térmico.
- Esta combinação de elevada condutividade térmica e baixa expansão térmica torna o SiC particularmente adequado para aplicações em que a estabilidade térmica é crítica.
Em resumo, a elevada condutividade térmica do carboneto de silício, juntamente com as suas outras propriedades excepcionais, como a baixa expansão térmica e a elevada resistência ao choque térmico, torna-o um material altamente desejável para uma vasta gama de aplicações de alta temperatura e termicamente exigentes.
Tabela de resumo:
| Propriedade | Valor/Descrição |
|---|---|
| Gama de condutividade térmica | 30-490 W/(m∙K) dependendo da forma e do processo de fabrico |
| Condutividade térmica do SiC CVD | ≥150 W/mK (superior ao aço e ao ferro fundido) |
| SiC monocristalino | Até 490 W/(m∙K) |
| Baixa expansão térmica | 4,0x10-6/°C |
| Aplicações | Aeroespacial, automóvel, eletrónica de potência e ambientes de alta temperatura |
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