Carburo de Silicio
Introducción
El carburo de silicio ha sido el material que más se ha empleado para los usos de cerámicas estructurales. Las características tales como expansión térmica relativamente baja, el alto radio fuerza-peso, alta conductividad térmica, dureza, resistencia a la abrasión y a la corrosión, y lo más importante, el mantenimiento de la resistencia elástica a temperaturas de hasta 1650 ºC, han conducido a una amplia gama de usos.
Tecnología de fabricación
Características del Carburo de Silicio
Las características del módulo elástico y de la expansión térmica son dadas por las características del cristal de SiC en sí mismo, y la conductividad térmica o la difusividad térmica de los carburos de silicio tiende a ser substancialmente más alta que las de la otra cerámica estructural. La combinación de un módulo elástico alto y moderado coeficiente de la expansión térmica convierte al SiC en susceptible al daño por choque térmico. La resistencia al choque térmico es perceptiblemente más baja que la del nitruro de silicio, pero más alta que la cerámica estructural del zirconia. El comportamiento ante el choque térmico es también muy dependiente de la aplicación. Por ejemplo, los cambios de temperatura muy rápidos pueden conducir a una preferencia del Si3N4 sobre SiC, mientras que para índices moderados del cambio de temperatura la alta conductividad térmica de SiC puede conducir a un funcionamiento mejor.
La resistencia a la fractura de SiC tiende a ser más baja que la de la otra cerámica estructural lo cual conduce a una cierta preocupación por el uso de SiC en ciertos motores de combustión, tales como rotores de turbina que puedan ser susceptibles al impacto de objetos extraños. Los resultados de la abrasión demuestran buena resistencia a la abrasión angular de la partícula o de la mezcla. SiC enlazado por reacción tiende a ser el más susceptible al desgaste erosivo debido a desgaste preferencial de los granos libres conectados a la superficie del silicio. SiC enlazado por reacción también aparece mucho menos resistente a los ácidos, a los álcalis, y a los productos de alta temperatura de la combustión que el material sinterizado monofásico. En contacto con el sulfato de sodio, o escorias ácidas o básicas del carbón de la gasificación del carbón, SiC tiende a corroerse levemente. El carburo sinterizado de silicio también se ha demostrado que también se corroe a temperaturas elevadas en atmósferas que contenían hidrógeno.
Aplicaciones del Carburo de Silicio
Los usos estructurales a elevada temperatura se extienden desde las gargantas del inyector del cohete hasta los rodillos del horno y la combinación de la alta conductividad térmica, de la dureza y de la estabilidad a alta temperatura hace que se fabriquen los componentes de los tubos de intercambiadores de calor de carburo de silicio.