Proprietà fisiche del carburo di silicio
Il carburo di silicio è uno dei materiali industriali più duri dopo il diamante e il carburo di boro e il suo forte legame covalente gli conferisce eccellenti prestazioni meccaniche e termiche. La durezza Mohs è compresa tra 9,0 e 9,5, la densità è compresa tra 3,1 e 3,3 g per centimetro cubo, la temperatura di decomposizione è superiore a circa 2700 gradi C, la conduttività termica è compresa tra 120 e 270 W per metro per kelvin a seconda del tipo e della purezza del cristallo, l'espansione termica è bassa con un'eccellente resistenza allo shock termico e il comportamento elettrico è semiconduttore, variando con purezza, struttura cristallina e temperatura.
Elevata durezza e resistenza all'usura
La durezza Mohs compresa tra circa 9,0 e 9,5 rende il SiC adatto per mole, abrasivi da taglio, componenti resistenti all'usura-e parti meccaniche in ceramica, mantenendo le prestazioni in condizioni di usura meccanica grave.
Stabilità alle alte-temperature
Il SiC mantiene la stabilità strutturale a temperature estremamente elevate con una temperatura di decomposizione superiore a 2700 gradi C, un'eccellente resistenza allo shock termico e un basso coefficiente di dilatazione termica. Queste proprietà lo rendono adatto per componenti di forni, arredi per forni e prodotti refrattari ad alta-temperatura. L'elevata conduttività termica migliora l'efficienza del trasferimento di calore, l'uniformità della temperatura e le prestazioni di gestione termica.
Proprietà chimiche e comportamento all'ossidazione
Il carburo di silicio ha un'eccellente stabilità chimica, generalmente resiste all'acido cloridrico, all'acido solforico e a molti ambienti corrosivi, con una buona resistenza agli ambienti alcalini a temperature normali. Se esposto all'ossigeno ad alte temperature, il SiC subisce due fasi di ossidazione: l'ossidazione attiva a circa 600-900 gradi C forma prodotti gassosi, mentre l'ossidazione passiva al di sopra di circa 1000 gradi C forma uno strato protettivo di biossido di silicio sulla superficie che rallenta l'ulteriore ossidazione e migliora la durabilità alle alte-temperature.
Reattività metallurgica e differenze di tipo
Nelle applicazioni di produzione dell'acciaio e di fonderia, il SiC funge da fonte combinata di silicio e carbonio per l'aggiunta di silicio, la regolazione del carbonio, il supporto alla disossidazione e una migliore pulizia del metallo. Il SiC verde offre purezza e durezza più elevate per abrasivi di precisione e ceramiche avanzate; il SiC nero offre tenacità e convenienza per la metallurgia, i refrattari e gli abrasivi generali; la polvere fine migliora il comportamento di sinterizzazione; e il SiC metallurgico serve alla produzione dell'acciaio e alla cementazione. I requisiti di purezza vanno dall'85 al 99% per la produzione dell'acciaio, da medio ad alti per i refrattari, alti per gli abrasivi e ultra-alti, in genere 99,99% o più, per i semiconduttori.
Domande frequenti
D: Qual è la durezza del carburo di silicio?
R: Circa 9,0-9,5 Mohs, uno dei materiali industriali più duri.
D: Il carburo di silicio si scioglie?
R: A pressione atmosferica non si scioglie normalmente; si decompone sopra i 2700 gradi C circa.
D: Qual è la conduttività termica?
R: Circa 120-270 W per metro per kelvin a seconda del tipo e della purezza.
D: In che modo il SiC resiste all'ossidazione?
R: Al di sopra di circa 1000 gradi C si forma uno strato protettivo di SiO2 che rallenta l'ulteriore ossidazione.
D: Cosa fa il SiC nella produzione dell'acciaio?
R: Fornisce silicio e carbonio per la disossidazione, la carburazione e il trattamento del metallo fuso.
D: Quale purezza è richiesta per i semiconduttori?
R: Grado elettronico di purezza ultra-elevata-, generalmente pari o superiore al 99,99%.
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