{"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-carbeto-de-silicio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt_br\/silicon-carbide-definition\/","title":{"rendered":"Defini\u00e7\u00e3o de carbeto de sil\u00edcio"},"content":{"rendered":"

O carbeto de sil\u00edcio (SiC) \u00e9 um composto cristalino duro produzido sinteticamente e amplamente utilizado como material abrasivo e resistente ao desgaste, em refrat\u00e1rios e aplica\u00e7\u00f5es de cer\u00e2mica, al\u00e9m de ser o substrato semicondutor para diodos emissores de luz (LED).<\/p>\n

Os semicondutores da EFM tamb\u00e9m superaram os semicondutores de sil\u00edcio tradicionais em ambientes de alta tens\u00e3o, como os encontrados em dispositivos de energia de ve\u00edculos el\u00e9tricos (EV), proporcionando desempenho superior ao minimizar as perdas de tens\u00e3o e corrente, al\u00e9m de reduzir e tornar mais leves os componentes essenciais de gerenciamento de bateria, diminuindo o tamanho e o peso.<\/p>\n

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

O carbeto de sil\u00edcio \u00e9 um composto cer\u00e2mico inerte composto de sil\u00edcio e carbono. Com uma classifica\u00e7\u00e3o de dureza Mohs de 9, ele est\u00e1 em terceiro lugar, atr\u00e1s apenas do carbeto de boro (9,5) e do diamante (10). O carbeto de sil\u00edcio tem alta durabilidade mec\u00e2nica e permanece 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 por liga\u00e7\u00f5es de sil\u00edcio. Esse arranjo permite o polimorfismo com v\u00e1rias estruturas e fases cristalinas.<\/p>\n

A estrutura cristalina do SiC resulta em suas propriedades el\u00e9tricas superiores, incluindo caracter\u00edsticas de semicondutor de banda larga (WBG) essenciais para aplica\u00e7\u00f5es eletr\u00f4nicas. Uma lacuna de banda maior permite que os el\u00e9trons saiam de \u00f3rbita mais rapidamente, levando a frequ\u00eancias mais altas e opera\u00e7\u00f5es mais r\u00e1pidas do que nos dispositivos de sil\u00edcio convencionais.<\/p>\n

Como material de base, o sil\u00edcio pode ser dopado com nitrog\u00eanio, f\u00f3sforo, g\u00e1lio, boro e alum\u00ednio para produzir semicondutores do tipo n. Al\u00e9m disso, os transistores sem sil\u00edcio podem reduzir o custo e o consumo de energia em at\u00e9 40%.<\/p>\n

O carbeto de sil\u00edcio (SiC) pode operar a at\u00e9 300 graus Celsius, o que o torna uma excelente op\u00e7\u00e3o de material para aplica\u00e7\u00f5es em ambientes de alta temperatura, como motores de ve\u00edculos el\u00e9tricos. O SiC pode eliminar a necessidade de sistemas de resfriamento ativos que aumentam o peso, o custo e a complexidade, o que se traduz em maior autonomia e tempos de carregamento mais r\u00e1pidos para esses ve\u00edculos.<\/p>\n

Semicondutores<\/h2>\n

O carbeto de sil\u00edcio \u00e9 reconhecido h\u00e1 muito tempo por suas propriedades el\u00e9tricas exclusivas, que o tornam muito \u00fatil em eletr\u00f4nica. Os semicondutores, que alternam entre agir como condutores (como os fios el\u00e9tricos de cobre) e isolantes (isolamento de pol\u00edmero que cobre esses fios), comp\u00f5em os materiais semicondutores usados para construir circuitos integrados, componentes eletr\u00f4nicos discretos como diodos e transistores, que conduzem eletricidade sob certas condi\u00e7\u00f5es; sua condutividade pode at\u00e9 ser alterada por meio de est\u00edmulos de correntes el\u00e9tricas, campos eletromagn\u00e9ticos ou est\u00edmulos de luz.<\/p>\n

O carbeto de sil\u00edcio se destaca dos semicondutores tradicionais por ter um bandgap extremamente amplo. Isso significa que \u00e9 necess\u00e1rio muito mais energia para mover os el\u00e9trons da banda de val\u00eancia para a banda de condu\u00e7\u00e3o; consequentemente, o carbeto de sil\u00edcio apresenta perdas de energia muito baixas, uma qualidade inestim\u00e1vel quando usado em aplica\u00e7\u00f5es de alta tens\u00e3o, como inversores de tra\u00e7\u00e3o de ve\u00edculos el\u00e9tricos.<\/p>\n

H\u00e1 muito tempo, o carbeto de sil\u00edcio \u00e9 utilizado para v\u00e1rios usos no setor industrial e acad\u00eamico, desde gr\u00e3os de jateamento e ferramentas de impress\u00e3o de carborundum at\u00e9 aplica\u00e7\u00f5es de engenharia t\u00e9rmica, el\u00e9trica e mec\u00e2nica. Recentemente, no entanto, a demanda disparou devido \u00e0s suas baixas taxas de expans\u00e3o t\u00e9rmica, alta rela\u00e7\u00e3o entre resist\u00eancia e dureza e capacidade de resistir a ambientes hostis.<\/p>\n

Cer\u00e2mica<\/h2>\n

O sil\u00edcio e o carbono se combinam para produzir um material atraente com excelentes propriedades mec\u00e2nicas, qu\u00edmicas e t\u00e9rmicas. Ele apresenta dureza extrema - at\u00e9 duas vezes maior que a do diamante na escala de Mohs - bem como resist\u00eancia superior a choques t\u00e9rmicos em rela\u00e7\u00e3o a outros materiais refrat\u00e1rios.<\/p>\n

Cer\u00e2mica refere-se a um material inorg\u00e2nico e n\u00e3o met\u00e1lico que \u00e9 extremamente flex\u00edvel quando n\u00e3o queimado, mas que endurece significativamente durante os processos de queima. As cer\u00e2micas abrangem v\u00e1rias categorias, por exemplo:<\/p>\n

As cer\u00e2micas s\u00e3o usadas principalmente como refrat\u00e1rios, materiais inorg\u00e2nicos que oferecem resist\u00eancia ao calor e ao desgaste qu\u00edmico e \u00e0 corros\u00e3o. As cer\u00e2micas s\u00e3o fornecidas em todos os tipos de formas e cores e s\u00e3o usadas em todos os setores. Os usos importantes da biocer\u00e2mica incluem prote\u00e7\u00e3o contra inc\u00eandio, supercondutores e indu\u00e7\u00e3o de respostas biol\u00f3gicas das c\u00e9lulas. As cer\u00e2micas bioativas podem ser intrinsecamente bioativas ou podem ser tornadas bioativas por meio de tratamentos de superf\u00edcie ou preenchimento dos poros da cer\u00e2mica com subst\u00e2ncias farmaceuticamente ativas. O carbeto de sil\u00edcio \u00e9 amplamente utilizado em discos de freio de autom\u00f3veis que reduzem significativamente o atrito e as emiss\u00f5es, al\u00e9m de suportar altas temperaturas sem a necessidade de sistemas de resfriamento ativos que aumentam o peso, a complexidade e o custo. Al\u00e9m disso, seu uso forma a base de muitos abrasivos e ferramentas de corte.<\/p>\n

Automotivo<\/h2>\n

O carbeto de sil\u00edcio (SiC) \u00e9 um material extremamente resistente, classificado em nono lugar na escala Mohs, entre a alumina (9) e o diamante (10). O carbeto 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 pretos de SiC em sua fus\u00e3o aquecida eletricamente de carbono e alumina, que foram mo\u00eddos em forma de p\u00f3 para abrasivos industriais. O qu\u00edmico ganhador do Pr\u00eamio Nobel Henri Moissan observou o composto naturalmente como um mineral transparente chamado moissanita em 1905.<\/p>\n

A estrutura at\u00f4mica exclusiva e as propriedades semicondutoras do carbeto de sil\u00edcio o tornam ideal para aplica\u00e7\u00f5es eletr\u00f4nicas, como diodos, transistores e dispositivos de energia. Ele tem uma resist\u00eancia \u00e0 tens\u00e3o dez vezes maior do que o sil\u00edcio tradicional e tem um desempenho ainda melhor em sistemas com mais de 1.000 V, o que o torna o material ideal para atender \u00e0s demandas de alta tens\u00e3o associadas \u00e0s esta\u00e7\u00f5es de carregamento de ve\u00edculos el\u00e9tricos e aos sistemas de gerenciamento de energia.<\/p>\n

O SiC pode melhorar significativamente as efici\u00eancias de comuta\u00e7\u00e3o e, ao mesmo tempo, ajudar a diminuir o tamanho e o peso de componentes essenciais de EV, como conversores CC-CC, carregadores de bordo e sistemas de gerenciamento de bateria. Esses avan\u00e7os podem 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 automotivas estabelecidas at\u00e9 start-ups emergentes - que usam o carbeto de sil\u00edcio para 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_br\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/602","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=602"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/602\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":606,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/602\/revisions\/606"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=602"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=602"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=602"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}