El carburo de silicio (SiC) tiene una gran conductividad térmica, que es una de sus propiedades más destacadas.La conductividad térmica del carburo de silicio varía en función de su forma y proceso de fabricación, oscilando entre 30-40 W/(m∙K) para materiales recristalizados y sinterizados en fase líquida y hasta 490 W/(m∙K) para el carburo de silicio monocristalino.En el caso del SiC CVD (deposición química de vapor), la conductividad térmica suele ser de al menos 150 W/mK, superior a la de los aceros comunes y el hierro fundido.Esta elevada conductividad térmica, combinada con su baja expansión térmica y su excelente resistencia al choque térmico, hacen del SiC un material excelente para aplicaciones de alta temperatura y entornos que requieren una disipación eficaz del calor.
Explicación de los puntos clave:
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Gama de conductividad térmica del carburo de silicio:
- El carburo de silicio presenta una amplia gama de valores de conductividad térmica en función de su forma y proceso de fabricación.
- Los materiales de SiC recristalizados y sinterizados en fase líquida tienen conductividades térmicas del orden de 30-40 W/(m∙K).
- El SiC monocristalino puede alcanzar conductividades térmicas de hasta 490 W/(m∙K).
- El SiC CVD suele tener una conductividad térmica de al menos 150 W/mK, superior a la de muchos metales comunes como el acero y el hierro fundido.
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Comparación con otros materiales:
- La conductividad térmica del SiC es significativamente superior a la de muchas otras cerámicas e incluso a la de algunos metales.
- Por ejemplo, la conductividad térmica de los aceros comunes y del hierro fundido es inferior a la del SiC CVD, lo que convierte al SiC en una opción superior para aplicaciones que requieren una disipación eficaz del calor.
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Impacto de la temperatura en la conductividad térmica:
- Aunque el SiC tiene una alta conductividad térmica, es importante tener en cuenta que esta propiedad puede disminuir al aumentar la temperatura.
- Esta dependencia de la temperatura debe tenerse muy en cuenta a la hora de seleccionar SiC para aplicaciones específicas de alta temperatura.
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Aplicaciones que se benefician de la alta conductividad térmica:
- La elevada conductividad térmica del SiC lo hace ideal para aplicaciones en entornos de alta temperatura, como la industria aeroespacial, la automoción y la electrónica de potencia.
- Su capacidad para disipar eficazmente el calor ayuda a mantener el rendimiento y la longevidad de los componentes en estas exigentes aplicaciones.
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Propiedades adicionales que mejoran el rendimiento térmico:
- El SiC también tiene una baja expansión térmica (4,0x10-6/°C), lo que contribuye a su excelente resistencia al choque térmico.
- Esta combinación de alta conductividad térmica y baja expansión térmica hace que el carburo de silicio sea especialmente adecuado para aplicaciones en las que la estabilidad térmica es crítica.
En resumen, la alta conductividad térmica del carburo de silicio, junto con sus otras propiedades excepcionales como la baja expansión térmica y la alta resistencia al choque térmico, lo convierten en un material muy deseable para una amplia gama de aplicaciones de alta temperatura y térmicamente exigentes.
Tabla resumen:
| Propiedad | Valor/Descripción |
|---|---|
| Rango de conductividad térmica | 30-490 W/(m∙K) según la forma y el proceso de fabricación |
| Conductividad térmica del CVD SiC | ≥150 W/mK (superior a la del acero y la fundición) |
| SiC monocristalino | Hasta 490 W/(m∙K) |
| Baja expansión térmica | 4,0x10-6/°C |
| Aplicaciones | Aeroespacial, automoción, electrónica de potencia y entornos de alta temperatura |
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