Carborundo (material)
Carborundum es el nombre comercial [1] y técnico de un material sintético de composición SiC, correspondiente en composición y propiedades al mineral moissanite . Xing: carburo de silicio . En su forma pura, son cristales incoloros con brillo de diamante , el producto técnico es verde (98-99% SiC) y negro (98% SiC).
El carburo de silicio negro incluye los grados 52C, 52C, 54C, 55C, verde - 62C, 63C, 64C. [2]
Refractario (punto de fusión 2830 °C), químicamente resistente, solo superado por el diamante y el nitruro de boro en dureza . Se utiliza como material abrasivo y para la fabricación de piezas de equipos químicos y metalúrgicos que funcionan a altas temperaturas . Es un semiconductor de brecha ancha (E g = 2,2 ÷ 3,2 eV, según la modificación), cuyo uso es prometedor en electrónica de potencia y microondas debido a las altas temperaturas de funcionamiento, la rigidez eléctrica y la buena conductividad térmica. El ancho de banda prohibida hace posible el uso de carburo de silicio como material para LED de alta eficiencia.(ver globo ), cubriendo todo el rango visible del espectro. Actualmente, el uso del carburo de silicio como semiconductor apenas comienza debido a la dificultad de obtener sus monocristales de alta calidad .
Características del material
Carburo de silicio :
- Densidad 3,05 g/cm³
- Composición 93% carburo de silicio
- Resistencia a la flexión 320…350 MPa
- Resistencia a la compresión 2300 MPa
- Módulo de elasticidad 380 GPa
- Dureza 87…92HRC
- Resistencia al agrietamiento dentro de 3.5 - 4.5 MPa m1/2,
- Coeficiente de conductividad térmica a 100 °C, 140—200 W/(m·K)
- coef. dilatación térmica a 20-1000 °C, 3,5…4,0 K −1 ⋅10 −6
- Tenacidad a la fractura 3,5 MPa m1/2
Carburo de silicio autoadhesivo :
- Densidad 3,1 g/cm³
- Composición 99% carburo de silicio
- Resistencia a la flexión 350-450 MPa
- Resistencia a la compresión 2500 MPa
- Módulo elástico 390–420 GPa
- Dureza 90…95HRC
- Resistencia al agrietamiento dentro de 4 - 5 MPa m1/2,
- Coeficiente de conductividad térmica a 100 °C, 80 - 130 W/(m K)
- coef. dilatación térmica a 20-1000 °C, 2,8…4 K −1 ⋅10 −6
- Tenacidad a la fractura 5 MPa m1/2
VK6OM :
- Densidad 14,8 g/cm³
- Composición Carburo de tungsteno
- Resistencia a la flexión 1700…1900 MPa
- Resistencia a la compresión 3500 MPa
- Módulo de elasticidad 550 GPa
- Dureza 90HRA
- Resistencia al agrietamiento dentro de 8-25 MPa m1/2,
- Coeficiente de conductividad térmica a 100 °C, 75…85 W/(m·K)
- coef. dilatación térmica a 20-1000 °C, 4,5 K −1 ⋅10 −6
- Tenacidad a la fractura 10…15 MPa m1/2
Grafito siliconado SG-T :
- Densidad 2,6 g/cm³
- Composición 50% carburo de silicio
- Resistencia a la flexión 90…110 MPa
- Resistencia máxima a la compresión 300…320 MPa
- Módulo de elasticidad 95 GPa
- Dureza 50…70HRC
- Resistencia al agrietamiento dentro de 2-3 MPa m1/2,
- Coeficiente de conductividad térmica a 10 °C, 100…115 W/(m·K)
- coef. dilatación térmica a 20-1000 °C, 4,6 K −1 ⋅10 −6
- Tenacidad a la fractura 3…4 MPa m1/2
Alcance
Los pares de fricción en las unidades de sello mecánico de las unidades de bombeo se utilizan para bombear productos derivados del petróleo, gas licuado. Bombas fabricadas y equipadas con piezas (impulsor, eje, pares de fricción) fabricadas en carburo de silicio químicamente resistentes para operar en ambientes agresivos. Pares de fricción de carburo de silicio, en lugar de cojinetes de banda impregnados en conjuntos de cojinetes axiales de bombas
sumergibles
El carburo de silicio también se utiliza para la fabricación de boquillas y boquillas para suministrar gases a la zona de fusión de vidrio y metal, sinterización de cerámica.
- Boquillas de carburo de silicio de varios tamaños:
- para instalaciones de arenado;
- para plantas de chorro de arena a alta temperatura (la temperatura de la arena es de aproximadamente 1000 °C) utilizadas para limpiar tuberías de depósitos de carbón en las empresas de la industria petrolera y la refinación de petróleo;
- para sopletes de hornos de gas, incluidos los hornos de fusión de vidrio con una duración de funcionamiento continuo de más de 2 años;
- Confusores de carburo de silicio de varios tamaños para hornos de fusión de vidrio alimentados con gas para la fusión de cristales
- Placas de carburo de silicio de varios tamaños para el revestimiento de hornos con temperaturas de funcionamiento de hasta 1400 °C en aire y hasta 2000 °C en vacío;
- En los hornos de fundición donde el material de aleación no reacciona con el silicio o el carburo de silicio, el carburo de silicio reemplaza al platino y al grafito;
- En hornos de inducción para fundir aleaciones para cajas de relojes,
crisoles del carburo de silicio,
- En joyería (cristales sintéticos hasta 10 kilates );
- Para la fabricación de placas de blindaje, para diversos sistemas de protección;
- Se considera un material prometedor para la industria de los semiconductores:
- Se utiliza para fabricar láseres ;
- Utilizado en la producción de LED de alta potencia (hasta 9 vatios );
- Se están llevando a cabo activamente experimentos utilizando el material en microelectrónica;
- como abrasivos.
- junto con la zirconia cúbica , se usa en joyería como un análogo barato del diamante , y debido a su alto índice de refracción y dispersión en el “juego de luces”, la moissanita incluso supera al diamante. Sin embargo, la moissanita es muchas veces más cara que la zirconia cúbica y solo unas pocas veces más barata que el diamante.
Notas
- ↑ E. Shvedkov, E. Denisenko, I. Kovno. Carborundum // Diccionario-libro de referencia sobre pulvimetalurgia. - Kyiv: "Naukova Dumka", 1982. - S. 81.
- ↑ VS Kushner, AS Vereshchak, A.G. Skhirtlazdze, D. A. Negrov, O.Yu. Borgunov. Ciencia de los Materiales / ed. VS kushner - OmGTU, 2008. - S. 176. - 232 p. Archivado el 16 de marzo de 2022 en Wayback Machine .
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