Carbeto de silício ligado por reação

Os fabricantes estão buscando motores com maior eficiência energética e querem substituir metais críticos. Esses motivos deram início ao desenvolvimento de diferentes materiais e processos cerâmicos. O carbeto de silício ligado por reação é um tipo de carbeto de silício produzido por uma reação química entre grafite ou carbono poroso com silício fundido. O material tem alguns traços de silício, por isso também é chamado de carbeto de silício siliconizado. Suas excelentes qualidades de resistência química e ao desgaste o tornam ideal para ambientes extremos. Devido à sua alta dureza e boa resistência à temperatura, a cerâmica de carbeto de silício é adequada para diferentes tipos de aplicações, como peças de desgaste e rolamentos axiais.
Neste guia, abordaremos diferentes aspectos dos carbetos de silício ligados por reação, como suas principais propriedades e aplicações. Além disso, abordaremos os diferentes tipos de carbeto de silício ligado por reação. Vamos começar...

Processamento de carbeto de silício ligado por reação
O carbeto de silício ligado por reação é produzido pelas misturas de carbeto de silício e carbono com silício líquido. O carbeto de silício é obtido após a reação entre o silício e o carbono. Os poros restantes após a reação são preenchidos pelo silício. Como resultado, você obterá um composto SiC-Si denso.
A distribuição do tamanho das partículas e a proporção entre SIC e carbono variam muito entre os diferentes fabricantes. Portanto, o material é fabricado com uma ampla gama de propriedades e composições. Por exemplo, em um extremo, é possível infiltrar fibra ou tecido de carbono com silício líquido. Entretanto, no outro extremo, é possível fabricar silício impermeável com uma pequena quantidade de carbono.
Além disso, muitos fabricantes produziram carbeto de silício ligado por reação com formulações que contêm um plastificante orgânico, partículas de carbeto de silício e carbono. A mistura é formada por prensagem, extrusão ou moldagem por injeção. Além disso, os fabricantes têm um bom controle da tolerância dos componentes porque o processo de reação oferece menos de 1% de alteração dimensional.

Quais são os diferentes tipos de carbeto de silício ligado por reação?
Há dois tipos principais de carbeto de silício ligado por reação, como segue:
1. Carbeto de silício monolítico ou sólido ligado por reação
Nesse tipo de carbeto de silício, o silício se infiltra na absorção integral da matriz. Como resultado, você obterá uma composição impermeável. O silício livre também cria uma textura de superfície que reduzirá o atrito para prolongar a vida útil do componente.
O carbeto de silício ligado por reação monolítica é um bom candidato para componentes tribológicos. Ele é usado em fluidos que são um tanto cáusticos ou ácidos, incluindo abrasivos, combustíveis, hidrocarbonetos leves etc. Ele oferece a mais alta capacidade de PV quando combinado com diferentes materiais mecânicos de carbono.
2. Carbeto de silício ligado por reação com grafite (CMC)
É um material impermeável que tem uma textura de superfície exclusiva. Sua bela textura se deve à existência de grafite e silício. Esse tipo de cerâmica de carbeto de silício também tem excelente condutividade térmica e um menor grau de expansão térmica. Essas habilidades o tornam adequado para aplicações suscetíveis a diferentes forças de atrito, impacto, erosão, abrasão, altas temperaturas e choque térmico.

Diferentes propriedades do carbeto de silício
O grau do material define as propriedades dos diferentes componentes do carbeto de silício. Por exemplo, o material apresenta excelente resistência à flexão em temperatura ambiente no caso do composto SIC-SI totalmente denso. E mantém essa propriedade até o ponto de fusão do silício, que é de 1410o C. Seu módulo de Young varia de 350 a 400 GPa.
Abaixo estão algumas das principais propriedades do carbeto de silício:
O carbeto de silício tem uma excelente capacidade de resistir a uma ampla gama de ácidos e álcalis.
Possui boa resistência ao desgaste e à oxidação.
O material tem uma boa capacidade de resistir à abrasão.
Devido à sua alta condutividade térmica e ao baixo coeficiente de expansão térmica, ele tem excelente resistência a choques térmicos.
Ele mantém sua resistência em temperaturas muito altas.
O carbeto de silício tem bom controle dimensional de formas complexas.

Diferentes aplicações do carbeto de silício ligado por reação
1. Peças de desgaste e rolamentos axiais
O sisic possui excelente resistência ao desgaste e à corrosão, alta dureza e resistência a altas temperaturas. Essas habilidades o tornam ideal para diferentes componentes de desgaste, como placas, parafusos e impulsores. Além disso, você também pode usá-lo em rolamentos axiais que serão muito úteis para suportar cargas extremamente altas em líquidos muito contaminados.
Devido às suas principais propriedades, os fabricantes podem produzir rolamentos compactos que podem operar na faixa de temperatura de -200o C a 400o C.
2. Móveis e componentes de suporte do forno
As propriedades de resistência à oxidação, resistência ao choque térmico e resistência a altas temperaturas permitem que as empresas fabriquem suportes para fornos de baixa massa. Entre os diferentes produtos para fornos estão postes, bicos de queimadores, vigas de paredes finas, assentadores e rolos.
Esses produtos ajudam a economizar energia e oferecem a possibilidade de um rendimento mais rápido do produto ao reduzir a massa térmica dos carros do forno. No entanto, o forno baseado em RBSC seria quase quatro vezes mais caro em comparação com o de cordierita.
3. Componentes de precisão
Você notará uma mudança de volume insignificante após a reação com o silício líquido. Essa propriedade proporciona um excelente controle dimensional de formas complexas. Por exemplo, você pode fabricar espaços em branco para espelhos a laser, bancadas ópticas e dispositivos de manuseio de wafer. Esses componentes são rígidos e leves e têm excelente estabilidade térmica.

O sisic é amplamente utilizado em palhetas de bombas e selos mecânicos devido à sua alta resistência à abrasão. As propriedades do material dependem do nível de grafite livre no produto. O carbeto de silício ligado por reação é usado como um material de ponta de vedação que funciona perfeitamente em ambientes operacionais hostis.
O carbeto de silício ligado por reação é um material que tem cerca de 7 a 15% de silício metálico, uma pequena quantidade de carbono não reagido e carbeto de silício. Esses materiais são produzidos usando uma variedade de processos, dependendo da necessidade do produto final. Por exemplo, se você quiser fabricar peças de desgaste, os processos de fabricação do SiC-Si serão diferentes do processo usado para produzir componentes de precisão. O carbeto de silício ligado por reação é ideal para aplicações de desgaste, como estrangulamentos de controle de fluxo, tubulações e componentes de desgaste maiores. Esse é um material econômico e confiável para muitas aplicações devido ao seu excelente conjunto de recursos.