El carburo de silicio (SiC) es un material versátil que se procesa mediante diversos métodos, cada uno de los cuales contribuye a su amplia gama de usos tanto en industrias tradicionales como emergentes.
¿Cómo se procesa el carburo de silicio? Explicación de 4 métodos clave
1. Sinterización
La sinterización implica el uso de polvo de carburo de silicio puro con auxiliares de sinterización sin óxidos.
Este proceso emplea técnicas convencionales de conformado de cerámica.
La sinterización requiere una atmósfera inerte a temperaturas de hasta 2000°C o superiores.
Este método produce cerámicas de carburo de silicio con una excelente resistencia mecánica a altas temperaturas.
También ofrece alta dureza, alto módulo elástico, alta resistencia al desgaste, alta conductividad térmica y resistencia a la corrosión.
Estas propiedades hacen que el SiC sea adecuado para aplicaciones en mobiliario de hornos de alta temperatura, toberas de combustión, intercambiadores de calor, anillos de sellado, cojinetes deslizantes, blindajes antibalas, reflectores espaciales, materiales de fijación en la preparación de obleas de semiconductores y materiales de revestimiento de combustibles nucleares.
2. Adhesión por reacción
El SiC aglomerado por reacción se fabrica infiltrando compactos de mezclas de SiC y carbono con silicio líquido.
El silicio reacciona con el carbono, formando carburo de silicio adicional que une las partículas originales de SiC.
Este método es eficaz para crear materiales con propiedades mecánicas específicas.
Se utiliza en aplicaciones que requieren una alta resistencia al desgaste y al choque térmico.
3. Crecimiento de cristales y deposición química de vapor (CVD)
Los fabricantes utilizan el CVD para hacer crecer carburo de silicio 3C- y 6H- en sustratos de obleas de silicio.
Este proceso permite introducir dopantes de tipo n y de tipo p en las películas monocristalinas de SiC.
Resulta rentable para desarrollar cristales de SiC relativamente gruesos y sin impurezas.
El SiC producido mediante CVD presenta una baja resistencia eléctrica, lo que lo convierte en un conductor razonable de la electricidad.
Esta propiedad es ventajosa para fabricar características finas utilizando métodos de electroerosión, que son útiles para generar agujeros diminutos con altas relaciones de aspecto.
4. Preparación industrial del polvo de SiC
La preparación industrial del polvo de SiC implica métodos como el método Acheson (reducción carbotérmica), la reducción carbotérmica a baja temperatura del dióxido de silicio y la reacción directa silicio-carbono.
Estos métodos sintetizan el polvo de SiC a diferentes temperaturas.
El resultado es α-SiC o β-SiC, cada uno con aplicaciones específicas.
El α-SiC se utiliza principalmente para productos cerámicos de carburo de silicio.
El β-SiC se utiliza para materiales de esmerilado y pulido de precisión.
En resumen, el procesamiento del carburo de silicio implica una serie de técnicas sofisticadas adaptadas para explotar las propiedades únicas del material para diversas aplicaciones industriales.
La elección del método de procesamiento depende de las propiedades deseadas y de la aplicación específica del producto de SiC.
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