O carboneto de silício (SiC) é conhecido pelas suas excepcionais propriedades térmicas, elevada resistência mecânica e resistência química.
O limite de temperatura para o carboneto de silício é determinado pela sua capacidade de manter a integridade estrutural e resistir a reacções químicas a altas temperaturas.
O carboneto de silício pode manter a sua elevada resistência mecânica até 1.400°C.
Forma um revestimento protetor de óxido de silício no ar a 1.200°C, permitindo a sua utilização até 1.600°C.
No entanto, o seu limite superior de estabilidade é de cerca de 2.500°C e tem uma temperatura de fusão de aproximadamente 2.830°C.
Estas propriedades fazem do carboneto de silício um material valioso para aplicações a alta temperatura em várias indústrias.
Principais 5 pontos-chave explicados: O que torna o carboneto de silício ideal para aplicações de alta temperatura?
1. Alta resistência mecânica a altas temperaturas
O carboneto de silício mantém a sua elevada resistência mecânica até 1.400°C, o que é significativamente mais elevado do que muitos outros materiais.
Isto torna-o adequado para aplicações que requerem integridade estrutural a temperaturas extremas.
2. Resistência química e à oxidação
O carboneto de silício é resistente ao ataque químico de ácidos, álcalis e sais fundidos até 800°C.
Forma um revestimento protetor de óxido de silício a 1.200°C, aumentando a sua resistência à oxidação e permitindo a sua utilização até 1.600°C sem degradação significativa.
3. Condutividade térmica e resistência ao choque térmico
O carboneto de silício tem uma elevada condutividade térmica que varia entre 120-270 W/mK, o que é crucial para aplicações a altas temperaturas.
A sua baixa expansão térmica (4,0x10-6/°C) e a sua elevada resistência ao choque térmico tornam-no resistente a mudanças rápidas de temperatura, evitando a formação de microfissuras.
4. Limite superior de estabilidade e ponto de fusão
Embora o carboneto de silício se oxide no ar acima de 1.600°C, o seu limite superior de estabilidade é de cerca de 2.500°C.
Tem uma temperatura de fusão de aproximadamente 2.830°C, o que o torna um dos materiais mais estáveis a temperaturas muito elevadas.
5. Aplicações em indústrias de alta temperatura
Devido às suas propriedades únicas, o carboneto de silício é amplamente utilizado nas indústrias instrumental, metalúrgica, cerâmica, química e eléctrica.
É utilizado como blocos de revestimento e tijolos para altos-fornos, elementos de aquecimento em fornos eléctricos e em fornos de semicondutores como suportes de bandejas de bolachas e pás.
Os elementos de carboneto de silício podem ser utilizados bem acima de 1.316°C (2.400°F), tornando-os adequados para aplicações de tubos radiantes acima de 1.093°C (2.000°F).
Os tubos radiantes de SiC ligados por reação (RB) são recomendados para essas aplicações de alta temperatura, embora apresentem desafios no fabrico devido à dificuldade em fabricar flanges de vedação adequadas.
Em resumo, a capacidade do carboneto de silício para manter uma elevada resistência mecânica, resistir a reacções químicas e suportar temperaturas extremas torna-o um material ideal para várias aplicações a alta temperatura.
A sua condutividade térmica, resistência ao choque térmico e elevado ponto de fusão aumentam ainda mais a sua adequação para utilização em indústrias onde os materiais têm de funcionar de forma fiável em condições severas.
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