O carboneto de silício (SiC) é um material cerâmico composto por silício e carbono, conhecido pelas suas excepcionais propriedades mecânicas e térmicas. Caracteriza-se por uma elevada dureza, elevada condutividade térmica, baixa expansão térmica e excelente resistência ao choque térmico, o que o torna adequado para uma vasta gama de aplicações, incluindo abrasivos, refractários e fabrico de semicondutores.
Composição e estrutura:
O SiC é um composto de silício e carbono, com uma fórmula química de SiC. Existe em várias formas cristalinas, sendo as mais comuns o α-SiC e o β-SiC. A forma α-SiC, com múltiplos politopos como 6H, 4H e 15R, é predominante em aplicações industriais e é estável a altas temperaturas. O β-SiC, com uma estrutura cristalina cúbica, é estável a temperaturas inferiores a 1600°C e transforma-se em α-SiC a temperaturas mais elevadas.
- Propriedades mecânicas e térmicas:Elevada Dureza:
- O SiC tem uma dureza próxima à do diamante, o que o torna um excelente material abrasivo.Elevada condutividade térmica:
- Com valores que variam entre 120 e 270 W/mK, o SiC conduz eficazmente o calor, o que é crucial para aplicações como elementos de aquecimento e permutadores de calor.Baixa Expansão Térmica:
- O seu coeficiente de expansão térmica de 4,0x10-6/°C assegura alterações dimensionais mínimas com as flutuações de temperatura, aumentando a sua resistência ao choque térmico.Excelente resistência ao choque térmico:
Esta propriedade permite ao SiC suportar mudanças rápidas de temperatura sem fissurar, tornando-o ideal para ambientes de alta temperatura.Aplicações:
- O SiC é utilizado em vários sectores devido às suas propriedades únicas:
- Indústria de semicondutores: As cerâmicas de SiC são utilizadas em discos de moagem e dispositivos de fixação para a produção de bolachas de silício, beneficiando da sua elevada dureza e compatibilidade térmica com o silício.
- Eletrónica de potência: Os dispositivos de SiC são preferidos nos semicondutores de potência devido ao seu amplo intervalo de banda, elevada condutividade térmica e elevado campo elétrico de rutura, superando os materiais tradicionais como o silício e o arsenieto de gálio.
Abrasivos e refractários: A natureza abrasiva do SiC e a sua resistência a altas temperaturas tornam-no adequado para mós e materiais refractários.
Preparação:
