O carboneto de silício (SiC) é um material versátil processado através de vários métodos, contribuindo cada um deles para as suas vastas utilizações, tanto nas indústrias tradicionais como nas emergentes.
Como se processa o carboneto de silício? Explicação de 4 métodos principais
1. Sinterização
A sinterização envolve a utilização de pó de SiC puro com auxiliares de sinterização não óxidos.
Este processo utiliza técnicas convencionais de conformação de cerâmica.
A sinterização requer uma atmosfera inerte a temperaturas até 2000°C ou superiores.
Este método produz cerâmicas de carboneto de silício com excelente resistência mecânica a altas temperaturas.
Oferece também elevada dureza, elevado módulo de elasticidade, elevada resistência ao desgaste, elevada condutividade térmica e resistência à corrosão.
Estas propriedades tornam o SiC adequado para aplicações em mobiliário de forno de alta temperatura, bocais de combustão, permutadores de calor, anéis de vedação, rolamentos deslizantes, blindagem à prova de bala, reflectores espaciais, materiais de fixação na preparação de bolachas semicondutoras e materiais de revestimento de combustível nuclear.
2. Ligação por reação
O SiC ligado por reação é fabricado através da infiltração de compactos de misturas de SiC e carbono com silício líquido.
O silício reage com o carbono, formando carboneto de silício adicional que une as partículas originais de SiC.
Este método é eficaz para criar materiais com propriedades mecânicas específicas.
É utilizado em aplicações que exigem uma elevada resistência ao desgaste e ao choque térmico.
3. Crescimento de cristais e deposição química em fase vapor (CVD)
Os fabricantes utilizam a CVD para fazer crescer carboneto de silício 3C e 6H em substratos de bolacha de silício.
Este processo permite a introdução de dopantes do tipo n e do tipo p nas películas monocristalinas de SiC.
É rentável para desenvolver cristais de SiC relativamente espessos e sem impurezas.
O SiC produzido por CVD apresenta uma baixa resistência eléctrica, o que o torna um bom condutor de eletricidade.
Esta propriedade é vantajosa para o fabrico de elementos finos utilizando métodos EDM, que são úteis para gerar pequenos orifícios com rácios de aspeto elevados.
4. Preparação industrial do pó de SiC
A preparação industrial do pó de SiC envolve métodos como o método Acheson (redução carbotérmica), a redução carbotérmica a baixa temperatura do dióxido de silício e a reação direta silício-carbono.
Estes métodos sintetizam o pó de SiC a diferentes temperaturas.
O resultado é α-SiC ou β-SiC, cada um com aplicações específicas.
O α-SiC é utilizado principalmente em produtos cerâmicos de carboneto de silício.
O β-SiC é utilizado para materiais de retificação e polimento de precisão.
Em suma, o processamento do carboneto de silício envolve uma gama de técnicas sofisticadas adaptadas para explorar as propriedades únicas do material para várias aplicações industriais.
A escolha do método de processamento depende das propriedades desejadas e da aplicação específica do produto de SiC.
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