{"id":716,"date":"2026-10-11T21:20:22","date_gmt":"2026-10-11T13:20:22","guid":{"rendered":"https:\/\/siliconcarbide.net\/?p=716"},"modified":"2026-10-11T21:20:22","modified_gmt":"2026-10-11T13:20:22","slug":"por-que-e-que-o-carboneto-de-silicio-ligado-com-nitreto-perde-resistencia-apos-8-a-12-meses","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt\/why-nitride-bonded-silicon-carbide-lose-strength-after-8-12-months\/","title":{"rendered":"Por que raz\u00e3o o carboneto de sil\u00edcio ligado com nitreto perde resist\u00eancia ap\u00f3s 8 a 12 meses?"},"content":{"rendered":"

Por que raz\u00e3o o carboneto de sil\u00edcio ligado com nitreto perde resist\u00eancia ap\u00f3s 8 a 12 meses em atmosferas oxidantes<\/strong><\/h1>\n

Passei doze anos a lidar com equipamento de alta temperatura na regi\u00e3o de Xangai e nas f\u00e1bricas de cer\u00e2mica e metalurgia circundantes. Um dos problemas mais recorrentes que observo com o carboneto de sil\u00edcio ligado por nitreto \u00e9 que as prateleiras, placas e suportes do forno parecem s\u00f3lidos quando s\u00e3o colocados no forno, mas, ap\u00f3s v\u00e1rios meses de funcionamento normal, come\u00e7am a rachar ou a ceder sob cargas que anteriormente suportavam sem problemas. A maioria dos operadores parte do princ\u00edpio de que o material simplesmente \u201cse desgastou\u201d ou que o ciclo de cozedura foi demasiado agressivo. Nas linhas com que trabalho, a verdadeira causa \u00e9 a oxida\u00e7\u00e3o progressiva da fase de liga de nitreto, assim que a superf\u00edcie \u00e9 exposta ao ar a alta temperatura.<\/p>\n

O carboneto de sil\u00edcio ligado por nitreto depende da matriz de nitreto de sil\u00edcio para manter os gr\u00e3os de carboneto de sil\u00edcio unidos e conferir \u00e0 pe\u00e7a a sua resist\u00eancia mec\u00e2nica e resist\u00eancia ao choque t\u00e9rmico. Numa atmosfera redutora ou neutra, essa liga\u00e7\u00e3o mant\u00e9m-se relativamente est\u00e1vel. Quando o forno funciona com excesso de ar \u2014 o que \u00e9 comum em cozeduras intermitentes de cer\u00e2mica ou em determinados ciclos de tratamento t\u00e9rmico de metais \u2014, o oxig\u00e9nio ataca o nitreto. Forma-se uma fina camada rica em s\u00edlica na superf\u00edcie e, mais importante ainda, nos limites dos gr\u00e3os. A pe\u00e7a n\u00e3o falha repentinamente; perde gradualmente a resist\u00eancia \u00e0 flex\u00e3o e torna-se mais sens\u00edvel aos gradientes t\u00e9rmicos. Vejo regularmente placas que, quando novas, apresentavam valores bem acima dos 40 MPa, a descerem para valores na casa dos 20 ap\u00f3s 8 a 12 meses de ciclos di\u00e1rios entre os 1200 \u00b0C e a temperatura ambiente.<\/p>\n

A consequ\u00eancia pr\u00e1tica manifesta-se de duas formas. Em primeiro lugar, as prateleiras desenvolvem fissuras finas que come\u00e7am nas bordas ou em torno dos pontos de apoio e, em seguida, propagam-se sob o seu pr\u00f3prio peso, somado \u00e0 carga de lou\u00e7a. Em segundo lugar, a capacidade efetiva de suporte de carga diminui mesmo antes do aparecimento de fissuras vis\u00edveis, pelo que os operadores t\u00eam de reduzir o n\u00famero de pe\u00e7as por prateleira ou aceitar taxas de quebra mais elevadas. Em ambos os casos, a f\u00e1brica acaba por substituir o mobili\u00e1rio mais cedo do que o previsto no c\u00e1lculo inicial de aquisi\u00e7\u00e3o. As f\u00e1bricas que utilizam empurradores cont\u00ednuos ou fornos de rolos com um controlo mais rigoroso da atmosfera conseguem, normalmente, prolongar a vida \u00fatil do mesmo tipo de equipamento; os fornos de lotes intermitentes, comuns na regi\u00e3o de Xangai, revelam o problema mais rapidamente, uma vez que cada arrefecimento permite que o ar fresco entre em contacto com as superf\u00edcies quentes.<\/p>\n

O que realmente retarda a degrada\u00e7\u00e3o \u00e9 simples de compreender quando se considera a fase de liga\u00e7\u00e3o como o fator limitante. Mantenha a temperatura m\u00e1xima e o tempo de perman\u00eancia nessa temperatura t\u00e3o baixos quanto o processo permitir; cada 50 \u00b0C adicionais acima dos 1350 \u00b0C aceleram visivelmente a taxa de oxida\u00e7\u00e3o que medi nas pe\u00e7as devolvidas. Sempre que o projeto do forno o permitir, uma purga curta ou uma atmosfera ligeiramente redutora durante a manuten\u00e7\u00e3o a alta temperatura reduz a press\u00e3o parcial de oxig\u00e9nio o suficiente para prolongar a vida \u00fatil em v\u00e1rios meses. Igualmente importante \u00e9 a carga mec\u00e2nica. O SiC ligado por nitreto que \u00e9 suportado apenas nas extremidades e suporta cargas pesadas e desuniformes desenvolve tens\u00f5es de tra\u00e7\u00e3o mais elevadas na face inferior; assim que a superf\u00edcie \u00e9 enfraquecida pela oxida\u00e7\u00e3o, essas tens\u00f5es provocam fissuras mais cedo. Passar para um apoio em tr\u00eas pontos ou cont\u00ednuo, ou simplesmente reduzir a carga m\u00e1xima por placa em 15\u201320 %, restaura frequentemente o intervalo de substitui\u00e7\u00e3o original sem alterar o tipo de material.<\/p>\n

Tamb\u00e9m verifico a espessura da camada oxidada nas placas devolvidas. \u00c9 normal encontrar uma pel\u00edcula superficial uniforme de cor cinzenta clara com algumas centenas de micr\u00f3metros; a presen\u00e7a de incrusta\u00e7\u00f5es mais espessas em zonas localizadas ou de pulveriza\u00e7\u00e3o nas bordas significa, normalmente, ou um ponto quente no forno ou uma exposi\u00e7\u00e3o prolongada acima do limite recomendado. As f\u00e1bricas que registam as leituras da atmosfera e a carga m\u00e1xima nas prateleiras, juntamente com o n\u00famero de ciclos antes do aparecimento das primeiras fissuras, conseguem normalmente aumentar a vida \u00fatil m\u00e9dia de cerca de 10 meses para 14\u201316 meses com o mesmo SiC ligado por nitreto. As que continuam a utilizar o padr\u00e3o de carga densa original e uma atmosfera de ar total limitam-se a substituir as placas num intervalo mais curto e mais dispendioso, e continuam a questionar-se por que raz\u00e3o o novo conjunto n\u00e3o dura mais tempo do que o anterior.<\/p>\n

O pr\u00f3prio material tem uma longa vida \u00fatil quando a fase de liga\u00e7\u00e3o est\u00e1 protegida. A diferen\u00e7a que observo na pr\u00e1tica quase nunca reside numa altera\u00e7\u00e3o repentina na qualidade da mat\u00e9ria-prima; reside sim no facto de a f\u00e1brica tratar a oxida\u00e7\u00e3o e a carga como vari\u00e1veis control\u00e1veis ou como condi\u00e7\u00f5es de fundo inevit\u00e1veis.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Why Nitride Bonded Silicon Carbide Lose Strength After 8\u201312 Months in Oxidizing Atmospheres I\u2019ve spent twelve years dealing with high-temperature equipment around Shanghai and the surrounding ceramics and metallurgy plants. One of the most consistent problems I see with nitride bonded silicon carbide is that the kiln shelves, plates, and setters look solid when they… <\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"off","neve_meta_content_width":70,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","ngg_post_thumbnail":0,"footnotes":""},"categories":[30],"tags":[],"class_list":["post-716","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\/716","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=716"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/716\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":717,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/716\/revisions\/717"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=716"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=716"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=716"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}