El carburo de silicio (SiC) es famoso por sus excepcionales propiedades térmicas, alta resistencia mecánica y resistencia química.
El límite de temperatura del carburo de silicio viene determinado por su capacidad para mantener la integridad estructural y resistir las reacciones químicas a altas temperaturas.
El carburo de silicio puede mantener su elevada resistencia mecánica hasta los 1.400°C.
Forma una capa protectora de óxido de silicio en el aire a 1.200°C, lo que permite utilizarlo hasta a 1.600°C.
Sin embargo, su límite superior de estabilidad se sitúa en torno a los 2.500°C, y tiene una temperatura de fusión de aproximadamente 2.830°C.
Estas propiedades hacen del carburo de silicio un material valioso para aplicaciones de alta temperatura en diversas industrias.
Explicación de los 5 puntos clave: ¿Qué hace que el carburo de silicio sea ideal para aplicaciones de alta temperatura?
1. Alta resistencia mecánica a altas temperaturas
El carburo de silicio mantiene su alta resistencia mecánica hasta los 1.400 ºC, que es significativamente superior a la de muchos otros materiales.
Esto lo hace adecuado para aplicaciones que requieren integridad estructural a temperaturas extremas.
2. Resistencia química y oxidación
El carburo de silicio es resistente al ataque químico de ácidos, álcalis y sales fundidas hasta 800°C.
Forma una capa protectora de óxido de silicio a 1.200°C, mejorando su resistencia a la oxidación y permitiendo su uso hasta 1.600°C sin degradación significativa.
3. Conductividad térmica y resistencia al choque térmico
El carburo de silicio tiene una alta conductividad térmica que oscila entre 120 y 270 W/mK, lo que es crucial para aplicaciones de alta temperatura.
Su baja expansión térmica (4,0x10-6/°C) y su alta resistencia al choque térmico lo hacen resistente a los cambios rápidos de temperatura, evitando la formación de microfisuras.
4. Límite superior de estabilidad y punto de fusión
Aunque el carburo de silicio se oxida en el aire por encima de los 1.600°C, su límite superior de estabilidad se sitúa en torno a los 2.500°C.
Tiene una temperatura de fusión de aproximadamente 2.830°C, lo que lo convierte en uno de los materiales más estables a temperaturas muy elevadas.
5. Aplicaciones en industrias de alta temperatura
Debido a sus propiedades únicas, el carburo de silicio se utiliza ampliamente en la industria instrumental, metalúrgica, cerámica, química y eléctrica.
Se utiliza como bloques de revestimiento y ladrillos para altos hornos, elementos calefactores en hornos eléctricos y en hornos de semiconductores como soportes de bandejas de obleas y paletas.
Los elementos de carburo de silicio pueden utilizarse por encima de los 1.316°C (2.400°F), lo que los hace adecuados para aplicaciones de tubos radiantes por encima de los 1.093°C (2.000°F).
Los tubos radiantes de SiC con unión por reacción (RB) se recomiendan para estas aplicaciones de alta temperatura, aunque presentan problemas de fabricación debido a la dificultad de fabricar bridas de sellado adecuadas.
En resumen, la capacidad del carburo de silicio para mantener una elevada resistencia mecánica, resistir las reacciones químicas y soportar temperaturas extremas lo convierte en un material ideal para diversas aplicaciones de alta temperatura.
Su conductividad térmica, resistencia al choque térmico y alto punto de fusión mejoran aún más su idoneidad para su uso en industrias en las que los materiales deben funcionar de forma fiable en condiciones severas.
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