Carburo de silicio ligado por reacción

Los fabricantes buscan motores más eficientes energéticamente y quieren sustituir los metales críticos. Estos motivos han impulsado el desarrollo de distintos materiales y procesos cerámicos. El carburo de silicio ligado por reacción es el resultado de estas investigaciones. El carburo de silicio ligado por reacción es un tipo de carburo de silicio que se produce mediante una reacción química entre grafito o carbono poroso con silicio fundido. Este material tiene trazas de silicio, por lo que también se denomina carburo de silicio siliconizado. Sus excelentes cualidades de resistencia al desgaste y a los productos químicos lo hacen ideal para entornos extremos. Gracias a su gran dureza y buena resistencia a la temperatura, la cerámica de carburo de silicio es adecuada para distintos tipos de aplicaciones, como piezas de desgaste y cojinetes de empuje.
En esta guía, trataremos diferentes aspectos de los carburos de silicio aglomerados por reacción, como sus principales propiedades y aplicaciones. Además, trataremos diferentes tipos de carburo de silicio ligado por reacción. Empecemos...

Procesamiento del carburo de silicio aglomerado por reacción
El carburo de silicio ligado por reacción se produce a partir de las mezclas de carburo de silicio y carbono con silicio líquido. El carburo de silicio se obtiene tras la reacción entre el silicio y el carbono. Los poros restantes tras la reacción son rellenados por el silicio. Como resultado, se obtiene un compuesto SiC-Si denso.
La distribución del tamaño de las partículas y la proporción entre SIC y carbono varían mucho entre los distintos fabricantes. Por ello, el material se fabrica con una amplia gama de propiedades y composiciones. Por ejemplo, en un extremo, se puede infiltrar fibra o tela de carbono con silicio líquido. En el otro extremo, se puede fabricar silicio impermeable con una pequeña cantidad de carbono.
Además, muchos fabricantes producen carburo de silicio aglomerado por reacción con fórmulas que contienen un plastificante orgánico, partículas de carburo de silicio y carbono. La mezcla se forma por prensado, extrusión o moldeo por inyección. Además, los fabricantes tienen un buen control de la tolerancia de los componentes porque el proceso de reacción ofrece menos de 1% de cambio dimensional.

¿Cuáles son los distintos tipos de carburo de silicio aglomerado por reacción?
Existen dos tipos principales de carburo de silicio aglomerado por reacción:
1. Carburo de silicio monolítico o sólido ligado por reacción
En este tipo de carburo de silicio, el silicio se infiltra en la absorbencia integral de la matriz. Como resultado, se obtiene una composición impermeable. El silicio libre también crea una textura superficial que reducirá la fricción para prolongar la vida útil del componente.
El carburo de silicio monolítico aglomerado por reacción es un buen candidato para componentes tribológicos. Se utiliza en fluidos algo cáusticos o ácidos, como abrasivos, combustibles, hidrocarburos ligeros, etc. Ofrece la mayor capacidad PV cuando se acopla con diferentes materiales mecánicos de carbono.
2. Carburo de silicio unido por reacción con grafito (CMC)
Es un material impermeable que tiene una textura superficial única. Su bella textura se debe a la existencia de grafito y silicio. Este tipo de cerámica de carburo de silicio tiene también una excelente conductividad térmica y un menor grado de expansión térmica. Estas capacidades lo hacen adecuado para aplicaciones susceptibles a diferentes fuerzas de fricción, impacto, erosión, abrasión, altas temperaturas y choque térmico.

Diferentes propiedades del carburo de silicio
El grado del material define las propiedades de los distintos componentes del carburo de silicio. Por ejemplo, el material muestra una excelente resistencia a la flexión a temperatura ambiente en el caso del compuesto SIC-SI totalmente denso. Y mantiene esta propiedad hasta el punto de fusión del silicio, que es de 1410o C. Su módulo de Young oscila entre 350 y 400 GPa.
A continuación se indican algunas propiedades clave del carburo de silicio:
El carburo de silicio tiene una excelente capacidad para resistir una amplia gama de ácidos y álcalis.
Tiene buena resistencia al desgaste y a la oxidación.
El material es muy resistente a la abrasión.
Gracias a su elevada conductividad térmica y su bajo coeficiente de dilatación térmica, presenta una excelente resistencia al choque térmico.
Mantiene su resistencia a temperaturas muy elevadas.
El carburo de silicio tiene un buen control dimensional de formas complejas.

Diferentes aplicaciones del carburo de silicio ligado por reacción
1. Piezas de desgaste y cojinetes de empuje
sisic presenta una excelente resistencia al desgaste y a la corrosión, alta dureza y resistencia a altas temperaturas. Estas capacidades lo hacen ideal para diferentes componentes de desgaste como placas, tornillos e impulsores. Además, también se puede utilizar en cojinetes de empuje que serán muy útiles para soportar cargas extremadamente altas en líquidos muy contaminados.
Gracias a sus propiedades clave, los fabricantes pueden producir rodamientos compactos que pueden funcionar en un rango de temperaturas de -200o C a 400o C.
2. Mobiliario del horno y componentes de soporte
Las propiedades de resistencia a la oxidación, al choque térmico y a las altas temperaturas permiten a las empresas fabricar soportes para hornos de baja masa. Los distintos productos para hornos incluyen postes, boquillas de quemador, vigas de pared delgada, asentadores y rodillos.
Estos productos ayudan a ahorrar energía y ofrecen la posibilidad de una producción más rápida al reducir la masa térmica de las vagonetas del horno. Sin embargo, un horno basado en RBSC sería casi cuatro veces más caro que uno de cordierita.
3. Componentes de precisión
Notará un cambio de volumen insignificante tras reaccionar con la silicona líquida. Esta propiedad le proporciona un excelente control dimensional de formas complejas. Por ejemplo, puede fabricar espejos láser en bruto, bancos ópticos y dispositivos de manipulación de obleas. Estos componentes son rígidos y ligeros y tienen una excelente estabilidad térmica.

sísico se utiliza ampliamente en álabes de bombas y cierres mecánicos debido a su alta resistencia a la abrasión. Las propiedades del material dependen del nivel de grafito libre en el producto. El carburo de silicio aglomerado por reacción se utiliza como material de nariz de junta que funciona perfectamente en entornos operativos hostiles.
El carburo de silicio ligado por reacción es un material que tiene entre 7 y 15% de silicio metálico, una pequeña cantidad de carbono sin reaccionar y carburo de silicio. Estos materiales se fabrican mediante diversos procesos en función de las necesidades del producto final. Por ejemplo, si se desea fabricar piezas de desgaste, los procesos de fabricación de SiC-Si serán diferentes de los que se utilizan para producir componentes de precisión.El carburo de silicio aglomerado por reacción es ideal para aplicaciones de desgaste como estranguladores de control de flujo, tuberías y componentes de desgaste de mayor tamaño. Se trata de un material económico y fiable para multitud de aplicaciones gracias a su excelente conjunto de características.