Carburo de Silicio

El carburo de silicio


Edward G. Acheson
Edward G. Acheson
El carburo de silicio (SiC) es un material sintético de dureza excepcional, altamente resistente al desgaste y químicamente inerte a álcalis y ácidos. Fue descubierto en 1893 por el francés Henri Moissani mientras examinaba muestras de rocas del cráter de un meteorito ubicado en el Cañón del Diablo (Arizona, Estados Unidos).

Casi al mismo tiempo, el estadounidense Edward G. Acheson diseñó un método para fabricar a partir de arcilla y coque un material que podría sustituir al diamante como material abrasivo y de corte (método Acheson); al producto obtenido (carburo de silicio) lo denominó carborundum. En 1894 creó la empresa Carborundum Co para su comercialización.

Proceso industrial


El proceso industrial que Navarro SiC lleva a cabo para la producción de carburo de silicio utiliza el método Acheson, basado en la siguiente reacción química:

        SiO2 + 3·C -> SiC + 2·CO

En el horno Acheson, una mezcla de arenas o cuarzos de alta pureza y coque de petróleo se hace reaccionar químicamente a temperaturas de hasta 2,500 °C. La energía para la reacción se produce mediante el calentamiento resistivo de un núcleo de grafito conectado a dos electrodos en los extremos del horno.

La reacción se desarrolla durante unas 36 horas, iniciándose la formación de ß-SiC (carburo de silicio cúbico) a partir de los 1,400 °C y la recristalización y formación de α-SiC (carburo de silicio hexagonal) a partir de 1,800 °C.

Hornos de cocción de SiC α-SiC (carburo de silicio hexagonal)
Hornos de cocción de SiC
α-SiC (carburo de silicio hexagonal)

El carburo de silicio se desarrolla como un lingote cilíndrico sólido alrededor del núcleo de grafito, con capas concéntricas que van disminuyendo su contenido en SiC a medida que se alejan del núcleo. Puede ser negro o verde en función de la composición de las materias primas empleadas.

Características del carburo de silicio


El carburo de silicio posee una extrema dureza, sólo superada por el diamante y unos pocos compuestos sintéticos. También es altamente resistente al calor. Estas propiedades hacen del carburo de silicio un material irreemplazable en aplicaciones abrasivas y refractarias.

Propiedad Ensayo Valor

Propiedades físicas

Color negro, gris oscuro, verde
Dureza UNE EN ISO 4545-1:2006 2,500 - 2,800 MPa
Densidad ASTM C20 3.21 g·cm-3
Absorción de humedad ASTM C373 0.0 %
Índice de refracción n0 2.65

Propiedades mecánicas

Resistencia a compresión ASTM C773 1,725 - 2,500 MPa
Resistencia a tracción ACMA Test #4 310 MPa
Módulo de elasticidad de Young ASTM C848 420 - 476 GPa
Módulo de rotura a flexión ASTM F417 324 - 450 MPa
Tenacidad a la fractura Ensayo de tres puntos 2.3 - 4.0 MPa·m1/2

Propiedades térmicas

Estabilidad térmica 1,400 ºC al aire
Resistencia al choque térmico Templado 350 - 500 ºC
Conductividad térmica (298 K) ASTM C408 41 - 90 W·m-1·K-1
Expansión térmica lineal ASTM C372 4.7 - 5.1·10-6 K-1
Calor específico medio ASTM C351 0.15 - 0.22 cal·g-1·K-1

Propiedades eléctricas

Constante dieléctrica ASTM D150 10.2 MHz
Resistividad eléctrica ASTM D1829 108 W·cm

Navarro SiC S.A.

Paseo de San Francisco de Sales 31 1º
28003 Madrid
Tel: +34 91 533 48 00
Fax: +34 91 554 70 27
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