{"id":602,"date":"2024-05-12T21:52:47","date_gmt":"2024-05-12T13:52:47","guid":{"rendered":"https:\/\/siliconcarbide.net\/?p=602"},"modified":"2024-05-12T21:57:13","modified_gmt":"2024-05-12T13:57:13","slug":"definicao-de-carboneto-de-silicio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt\/silicon-carbide-definition\/","title":{"rendered":"Defini\u00e7\u00e3o de carboneto de sil\u00edcio"},"content":{"rendered":"

O carboneto de sil\u00edcio (SiC) \u00e9 um composto cristalino duro, produzido sinteticamente, amplamente utilizado como material abrasivo e resistente ao desgaste, em refract\u00e1rios e aplica\u00e7\u00f5es cer\u00e2micas, bem como como substrato semicondutor para d\u00edodos emissores de luz (LED).<\/p>\n

Os semicondutores EFM tamb\u00e9m superaram os semicondutores de sil\u00edcio tradicionais em ambientes de alta tens\u00e3o, como os encontrados em dispositivos de alimenta\u00e7\u00e3o de ve\u00edculos el\u00e9ctricos (EV), proporcionando um desempenho superior ao minimizar as perdas de tens\u00e3o e corrente, bem como ao encolher e tornar mais leves os componentes essenciais de gest\u00e3o de baterias, diminuindo o tamanho e o peso.<\/p>\n

Carboneto de sil\u00edcio<\/h2>\n

O carboneto de sil\u00edcio \u00e9 um composto cer\u00e2mico inerte composto por sil\u00edcio e carbono. Com uma classifica\u00e7\u00e3o de dureza de Mohs de 9, est\u00e1 em terceiro lugar, apenas atr\u00e1s do carboneto de boro (9,5) e do diamante (10). O carboneto de sil\u00edcio tem uma elevada durabilidade mec\u00e2nica, mantendo-se quimicamente inerte, o que o torna perfeito para aplica\u00e7\u00f5es de prote\u00e7\u00e3o de superf\u00edcies duras, como m\u00e1quinas-ferramentas.<\/p>\n

Os nanotubos de carbono puros cont\u00eam quatro \u00e1tomos de carbono dispostos em quatro tetraedros de carbono, ligados covalentemente entre si por liga\u00e7\u00f5es de sil\u00edcio. Esta disposi\u00e7\u00e3o permite o polimorfismo com v\u00e1rias estruturas e fases cristalinas.<\/p>\n

A estrutura cristalina do SiC resulta nas suas propriedades el\u00e9ctricas superiores, incluindo caracter\u00edsticas de semicondutor de banda larga (WBG) essenciais para aplica\u00e7\u00f5es electr\u00f3nicas. Um maior intervalo de banda permite que os electr\u00f5es saiam de \u00f3rbita mais rapidamente, conduzindo a frequ\u00eancias mais elevadas e a opera\u00e7\u00f5es mais r\u00e1pidas do que com os dispositivos de sil\u00edcio convencionais.<\/p>\n

Como material de base, o sil\u00edcio pode ser dopado com azoto, f\u00f3sforo, g\u00e1lio, boro e alum\u00ednio para produzir semicondutores do tipo n. Al\u00e9m disso, os trans\u00edstores sem sil\u00edcio podem reduzir o custo e o consumo de energia em at\u00e9 40%.<\/p>\n

O carboneto de sil\u00edcio (SiC) pode funcionar at\u00e9 300 graus Celsius, o que faz dele uma excelente escolha de material para aplica\u00e7\u00f5es em ambientes de alta temperatura, como os motores de ve\u00edculos el\u00e9ctricos. O SiC pode eliminar a necessidade de sistemas de arrefecimento activos que aumentam o peso, o custo e a complexidade - o que se traduz numa maior autonomia e em tempos de carregamento mais r\u00e1pidos para estes ve\u00edculos.<\/p>\n

Semicondutores<\/h2>\n

O carboneto de sil\u00edcio \u00e9 h\u00e1 muito reconhecido pelas suas propriedades el\u00e9ctricas \u00fanicas que o tornam muito \u00fatil em eletr\u00f3nica. Os semicondutores, que alternam entre o comportamento de condutores (como os fios el\u00e9ctricos de cobre) e o de isoladores (isolamento de pol\u00edmeros que cobrem esses fios), constituem os materiais semicondutores utilizados na constru\u00e7\u00e3o de circuitos integrados, componentes electr\u00f3nicos discretos como d\u00edodos e trans\u00edstores, que conduzem eletricidade em determinadas condi\u00e7\u00f5es; a sua condutividade pode mesmo ser alterada atrav\u00e9s de est\u00edmulos por correntes el\u00e9ctricas, campos electromagn\u00e9ticos ou est\u00edmulos luminosos.<\/p>\n

O carboneto de sil\u00edcio destaca-se dos semicondutores tradicionais por ter um intervalo de banda extremamente largo. Isto significa que \u00e9 necess\u00e1ria muito mais energia para mover os electr\u00f5es da banda de val\u00eancia para a banda de condu\u00e7\u00e3o; consequentemente, o carboneto de sil\u00edcio apresenta perdas de energia muito baixas - uma qualidade inestim\u00e1vel quando utilizado em aplica\u00e7\u00f5es de alta tens\u00e3o, como os inversores de tra\u00e7\u00e3o de ve\u00edculos el\u00e9ctricos.<\/p>\n

O carboneto de sil\u00edcio tem sido utilizado h\u00e1 muito tempo para v\u00e1rias utiliza\u00e7\u00f5es na ind\u00fastria e no meio acad\u00e9mico, desde granalhas de granalha e ferramentas de impress\u00e3o de carborundum a aplica\u00e7\u00f5es de engenharia t\u00e9rmica, el\u00e9ctrica e mec\u00e2nica. Recentemente, no entanto, a procura disparou devido \u00e0s suas baixas taxas de expans\u00e3o t\u00e9rmica, elevada rela\u00e7\u00e3o resist\u00eancia-dureza e capacidade de resistir a ambientes hostis.<\/p>\n

Cer\u00e2mica<\/h2>\n

O sil\u00edcio e o carbono combinam-se para produzir um material atrativo com excelentes propriedades mec\u00e2nicas, qu\u00edmicas e t\u00e9rmicas. Apresenta uma dureza extrema - duas vezes superior \u00e0 do diamante na escala de Mohs - bem como uma resist\u00eancia superior ao choque t\u00e9rmico em rela\u00e7\u00e3o a outros materiais refract\u00e1rios.<\/p>\n

A cer\u00e2mica refere-se a um material inorg\u00e2nico n\u00e3o met\u00e1lico que \u00e9 extremamente flex\u00edvel quando n\u00e3o \u00e9 cozinhado, mas que endurece significativamente durante os processos de cozedura. A cer\u00e2mica abrange v\u00e1rias categorias, por exemplo:<\/p>\n

As cer\u00e2micas s\u00e3o utilizadas principalmente como refract\u00e1rios, materiais inorg\u00e2nicos que oferecem resist\u00eancia ao calor e ao desgaste qu\u00edmico e \u00e0 corros\u00e3o. As cer\u00e2micas existem em todo o tipo de formas e cores e s\u00e3o utilizadas em todos os sectores. As utiliza\u00e7\u00f5es importantes das biocer\u00e2micas incluem a prote\u00e7\u00e3o contra inc\u00eandios, os supercondutores e a indu\u00e7\u00e3o de respostas biol\u00f3gicas das c\u00e9lulas. As cer\u00e2micas bioactivas podem ser intrinsecamente bioactivas ou podem ser tornadas bioactivas atrav\u00e9s de tratamentos de superf\u00edcie ou do preenchimento dos poros da cer\u00e2mica com subst\u00e2ncias farmaceuticamente activas. O carboneto de sil\u00edcio \u00e9 amplamente utilizado em discos de trav\u00e3o de autom\u00f3veis que reduzem significativamente a fric\u00e7\u00e3o e as emiss\u00f5es, suportando simultaneamente temperaturas elevadas sem necessidade de sistemas de arrefecimento activos que aumentam o peso, a complexidade e o custo. Al\u00e9m disso, a sua utiliza\u00e7\u00e3o constitui a base de muitos abrasivos e ferramentas de corte.<\/p>\n

Autom\u00f3vel<\/h2>\n

O carboneto de sil\u00edcio (SiC) \u00e9 um material extremamente resistente, classificado em nono lugar na escala de Mohs, entre a alumina (9) e o diamante (10). O carboneto de sil\u00edcio foi sintetizado artificialmente pela primeira vez pelo inventor americano Edward Acheson em 1891, quando tentava fabricar diamantes artificiais, mas em vez disso descobriu pequenos cristais negros de SiC na sua fus\u00e3o aquecida eletricamente de carbono e alumina, que foram mo\u00eddos em p\u00f3 para abrasivos industriais. O qu\u00edmico vencedor do Pr\u00e9mio Nobel Henri Moissan observou o composto naturalmente como um mineral transparente chamado moissanite em 1905.<\/p>\n

A estrutura at\u00f3mica \u00fanica do carboneto de sil\u00edcio e as suas propriedades semicondutoras tornam-no ideal para aplica\u00e7\u00f5es electr\u00f3nicas como d\u00edodos, trans\u00edstores e dispositivos de pot\u00eancia. Tem uma resist\u00eancia \u00e0 tens\u00e3o dez vezes superior \u00e0 do sil\u00edcio tradicional e tem um desempenho ainda melhor em sistemas superiores a 1000 V, o que o torna o material ideal para satisfazer as exig\u00eancias de alta tens\u00e3o associadas \u00e0s esta\u00e7\u00f5es de carregamento de ve\u00edculos el\u00e9ctricos (VE) e aos sistemas de gest\u00e3o de energia.<\/p>\n

O SiC pode melhorar significativamente as efici\u00eancias de comuta\u00e7\u00e3o, ao mesmo tempo que ajuda a diminuir o tamanho e o peso dos componentes essenciais dos ve\u00edculos el\u00e9ctricos, como os conversores DC-to-DC, os carregadores de bordo e os sistemas de gest\u00e3o de baterias. Estes avan\u00e7os poder\u00e3o aproximar a condu\u00e7\u00e3o sem emiss\u00f5es da ado\u00e7\u00e3o em massa. A an\u00e1lise da GlobalData identifica mais de 10 empresas - desde fornecedores de tecnologia e empresas do sector autom\u00f3vel estabelecidas at\u00e9 empresas emergentes - que utilizam o carboneto de sil\u00edcio em solu\u00e7\u00f5es inovadoras.<\/p>\n

\"Defini\u00e7\u00e3o<\/a><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Silicon carbide (SiC) is a hard, synthetically produced crystalline compound widely used as an abrasive and wear-resistant material, in refractories and ceramics applications, as well as being the semiconductor substrate for light emitting diodes (LED). EFM semiconductors also outshone traditional silicon semiconductors in high-voltage environments like those found in electric vehicle (EV) power devices, providing […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0,"footnotes":""},"categories":[30],"tags":[],"class_list":["post-602","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-sic-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/602","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=602"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/602\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":606,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/602\/revisions\/606"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=602"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=602"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=602"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}