Carboneto de silício sinterizado - Um super material que pode lidar com quase tudo

Consegue imaginar um material que seja quase tão duro como o diamante, que flutue na água, que resista a temperaturas escaldantes, que se liberte dos produtos químicos que o tentam corroer e que mantenha a sua força independentemente do que lhe seja aplicado? Pois bem, carboneto de silício sinterizado é essa substância incrível!

Este material tem propriedades tão espantosas que consegue suportar ambientes e condições que destruiriam praticamente tudo o que se pudesse utilizar para fabricar material.

Vamos ver o que torna o carboneto de silício sinterizado tão especial.

O que é o carboneto de silício sinterizado?

Carboneto de silício sinterizado, também conhecido por SiC sinterizado ou SSiCé fabricado misturando pó de SiC superfino com alguns ingredientes especiais que o ajudam a aderir, colocando-o num molde e cozinhando-o a uma temperatura muito elevada. Este processo funde o pó num sólido, mas não o derrete totalmente. A ausência de qualquer cola ou fases extra é o que dá ao SiC sinterizado o seu conjunto de caraterísticas selvagens.

Esta cerâmica tem dureza que só fica atrás do diamante. Tem baixa densidade - cerca de 40% do aço e próximo do alumínio. SiC sinterizado resiste corrosão e oxidação graças às fortes ligações do carboneto de silício. Além disso, mantém-se firme na sua força e rigidez mesmo a temperaturas muito elevadas, quando a maioria dos materiais se transforma em papa.

Porque é que o SiC sinterizado é tão especial?

Vejamos algumas das propriedades alucinantes do SiC sinterizado e o que torna este material tão útil:

É muito difícil

Com um Dureza Knoop de 2800 GPaO carboneto de silício sinterizado resiste melhor a arranhões ou a qualquer tipo de abrasão do que qualquer outro material, exceto o diamante. Isto significa que resiste muito mais tempo do que outros materiais em utilizações em que desliza e é atingido por partículas.

Diamante é a única coisa mais dura. A dureza ridícula do SiC provém das ligações super fortes entre os átomos de silício e de carbono. Estas ligações agarram-se com força e não querem soltar-se!

Leve e resistente

Apesar de ter uma força fora de série, o SiC sinterizado tem uma densidade de apenas 3,15 g/cc. Isso é próximo do alumínio, por isso este material é agradável e leve!

Isto significa que as peças feitas de SiC sinterizado em vez de metais podem ser muito mais leves. O equipamento rotativo pode rodar mais depressa com menos peso. E repare nisto - o SiC flutua efetivamente no alumínio líquido! Por isso, é ótimo para peças de bombas que têm de lidar com metal fundido.

Resiste à corrosão e à oxidação como um campeão

Os metais precisam de uma camada protetora de óxido para resistir à corrosão. Mas SiC sinterizado não tem quaisquer aglutinantes ou fases extras que possam ser atacadas. Ri-se da corrosão em praticamente qualquer ambiente que se lhe apresente.

O SiC mantém a sua resistência mesmo em ar oxidante até 1650°C! A sua resistência à corrosão e à oxidação provém das ligações extremamente fortes entre o silício e o carbono. Estas ligações não se querem separar e oxidar, a menos que se ultrapassem temperaturas muito elevadas.

Mantém-se forte mesmo com um calor insano

O ligações covalentes no SiC fazem-no manter-se rígido e forte mesmo a temperaturas extremas. O SiC sinterizado mantém a sua força total até cerca de 1750°C - que está em brasa! Ao contrário dos metais, não enfraquece nem cai.

O módulo elevado de SiC também significa que não se deforma lentamente nem se deforma sob cargas pesadas. Por isso, pode confiar nele para lidar com grandes tensões a altas temperaturas. Perfeito para peças de fornos e utilizações aeroespaciais!

Lida com choques térmicos

Com um condutividade térmica de 125 W/mKO SiC transfere rapidamente a energia térmica e pode suportar variações rápidas de temperatura. Este facto confere ao SiC sinterizado grande resistência ao choque térmico em comparação com outras cerâmicas.

As mudanças bruscas de temperatura podem fazer com que os materiais frágeis rachem devido a uma expansão desigual. Mas o SiC não racha porque conduz muito bem o calor. Pode ajustar-se às variações de temperatura sem problemas.

Propriedades do SiC sinterizado à temperatura ambiente

Aqui estão algumas das principais estatísticas do SiC sinterizado à temperatura ambiente (20°C):

• Densidade- 3,15 g/cc (leve!)
• Dureza- 2800 GPa (muito duro!)
• Módulo de rutura- 380 MPa
• Resistência à tração- 250 MPa
• Resistência à compressão- 3900 MPa
• Módulo de elasticidade- 410 GPa
• Expansão térmica- 4 x 10^-6 pol/in °C (baixa expansão)
• Condutividade térmica- 125 W/mK (conduz bem o calor)
• Coeficiente de Poisson– 0.16

Utilizações para este material maravilhoso

Com a sua incrível mistura de propriedades, o carboneto de silício sinterizado é a escolha perfeita para trabalhos onde o desgaste, a corrosão e o calor extremo causam problemas:

• Faces de vedaçãonas bombas lidam com lamas abrasivas a alta velocidade e pressão. Os vedantes de SiC aguentam o castigo.
• Peças para fornos de alta temperaturacomo tubos, suportes e coberturas de termopares. O SiC é resistente mesmo nos fornos mais quentes.
• Revestimentos resistentes ao desgastepara calhas e tremonhas que transportam minérios ou pós abrasivos. O SiC não se desgasta!
• Peças para turbinas a gásque têm de suportar a oxidação, a corrosão e temperaturas insanas.
• Bicos para queimadorese fornos. O SiC resiste à corrosão e ao calor.
• Armadura de cerâmicafeita de SiC é mais leve do que uma armadura metálica, mas ainda assim detém as balas.
• Componentes impressos em 3Dcom formas personalizadas são possíveis em SiC.

O carboneto de silício sinterizado é como um super material que se ri de condições difíceis. Reúne propriedades surpreendentes, como a dureza semelhante à do diamante e a baixa densidade, que o fazem durar em situações em que outros materiais falham rapidamente. Isto faz do SiC sinterizado uma cerâmica extremamente valiosa para aplicações exigentes.