O carboneto de silício (SiC) pode manter a sua resistência mecânica e integridade estrutural até temperaturas tão elevadas como 1600°C.
Esta resistência a altas temperaturas deve-se às suas fortes ligações na rede cristalina e à formação de uma camada protetora de óxido de silício a altas temperaturas.
Resistência a altas temperaturas
O carboneto de silício é composto por tetraedros de átomos de carbono e silício, que formam fortes ligações na rede cristalina.
Esta estrutura faz do SiC um material muito duro e forte, capaz de manter a sua resistência mecânica mesmo a temperaturas extremamente elevadas.
O material não é atacado por ácidos, álcalis ou sais fundidos até 800°C.
Acima desta temperatura, no ar, o SiC forma um revestimento protetor de óxido de silício a 1200°C, o que permite a sua utilização até 1600°C sem qualquer perda de resistência.
Esta camada protetora actua como uma barreira contra a oxidação e a degradação a altas temperaturas.
Condutividade térmica e resistência ao choque térmico
O SiC também apresenta alta condutividade térmica, variando de 120-270 W/(m∙K), o que contribui para sua capacidade de suportar altas temperaturas.
Esta elevada condutividade térmica ajuda a dissipar o calor rapidamente, reduzindo as tensões térmicas que podem levar à falha do material.
Além disso, o SiC tem um baixo coeficiente de expansão térmica (4,0x10-6/°C), que é menor do que a maioria dos outros materiais semicondutores.
Esta baixa expansão térmica aumenta ainda mais a sua resistência ao choque térmico, o que significa que pode suportar mudanças rápidas de temperatura sem sofrer danos.
Aplicações e importância
A combinação única de resistência a altas temperaturas, elevada condutividade térmica e resistência ao choque térmico faz do SiC um material ideal para várias aplicações a altas temperaturas.
É normalmente utilizado em fornos de semicondutores, elementos de aquecimento de fornos eléctricos e em componentes para turbinas e outros ambientes de alta temperatura.
A sua capacidade de manter a resistência e a integridade a altas temperaturas sem se degradar torna-o um material valioso em indústrias onde as condições extremas são comuns.
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