S-SiC

Propiedades y Áreas de Aplicación


Carburo de Silicio: La Elección Destacada de Materiales de Alto Rendimiento
El carburo de silicio posee características de rendimiento excepcionales. Tiene una dureza extremadamente alta y una gran resistencia al desgaste. Su alta conductividad térmica le confiere un excelente rendimiento en disipación de calor. Además, exhibe buena estabilidad química y resistencia a la corrosión.

S-SiC
Carburo de Silicio Sinterizado

Normalmente se adopta el proceso de sinterización sin presión. El polvo de SiC de alta pureza se mezcla con una pequeña cantidad de aditivos y se calienta a aproximadamente 1800°C–2000°C en un horno de alta temperatura para la sinterización. Se forma una estructura cerámica densa mediante la difusión y fusión de partículas.

Propiedades

Dureza y Resistencia al Desgaste Extremas

  • Dureza: HV 22-28 GPa (Mohs 9,5), solo superada por el diamante y el nitruro cúbico de boro, ideal para entornos de alta fricción.
  • Aplicaciones: Sellos mecánicos, rodamientos, boquillas de chorro de arena en condiciones de alta velocidad o abrasivas.

Estabilidad a Alta Temperatura

  • Temperatura operativa: hasta 1600°C (atmósfera inerte: 1800°C), con mínima pérdida de resistencia a altas temperaturas.
  • Ejemplo: Portapiezas de obleas SSiC en fabricación de semiconductores soportan tratamientos térmicos de 1400°C.

Inercia Química y Resistencia a la Corrosión

  • Resistente a ácidos fuertes (p. ej., ácido sulfúrico, ácido fluorhídrico), álcalis (p. ej., sosa cáustica) y metales fundidos (p. ej., aluminio, zinc).
  • Caso de uso: Revestimientos de reactores químicos y tuberías de refrigerante nuclear previenen fugas de medios corrosivos.

Alta Conductividad Térmica y Baja Expansión

  • Conductividad térmica: 110-200 W/m·K (1/3 del cobre), permitiendo eficiente disipación de calor.
  • Coeficiente de expansión bajo (3,6–4,1×10⁻⁶/K) asegura resistencia a grietas durante ciclos térmicos, adecuado para dispositivos de calentamiento de alta frecuencia.

Alta Pureza y Estructura Uniforme

  • Densidad: ≥97% mediante sinterización sin presión, sin silicio libre (a diferencia del SiC enlazado por reacción), evitando ablandamiento a altas temperaturas.

Áreas de Aplicación

Fabricación Industrial e Ingeniería Mecánica

Sistemas de Sellado y Rodamientos

Sellos mecánicos para bombas y compresores centrífugos mantienen estabilidad a largo plazo bajo alta presión, temperatura y medios corrosivos.
Ejemplo: Sellos de bombas SSiC duran 5 veces más que materiales tradicionales.

Componentes Resistentes al Desgaste

Impulsores de bombas de lodo en minería y boquillas de brocas en perforación petrolera resisten erosión abrasiva y química.

Electrónica y Semiconductores

Equipos de Procesamiento de Obleas

Portapiezas y accesorios de grabado en fabricación de semiconductores soportan 1400°C y exposición a plasma.
Ejemplo: Pinzas al vacío SSiC aseguran precisión a nivel nanométrico durante el procesamiento de obleas.

Gestión Térmica

Sustratos de empaquetado de chips de alta potencia disipan calor eficientemente, extendiendo la vida útil de los dispositivos.

Energía y Protección Ambiental

Energía Solar Fotovoltaica

Ruedas de corte de obleas de silicio y revestimientos de hornos de reducción de polisilicio resisten 1600°C y gases corrosivos (p. ej., HCl).

Energía Nuclear

Revestimientos de barras de control y componentes de intercambiadores de calor en reactores resisten radiación y productos de fisión a alta temperatura.

Ingeniería Química y Ambiental

Tuberías Resistentes a la Corrosión

Tuberías para transporte de ácido sulfúrico/sosa cáustica evitan corrosión rápida de metales.

Sistemas de Filtración

Filtros de purificación de gases a alta temperatura para plantas de energía/acerías soportan 1000°C y abrasión por partículas.

Campos Especializados

Blindaje Balístico

Placas de blindaje ligeras (densidad: 3,1 g/cm³), más ligeras que el aluminio pero más resistentes, utilizadas en vehículos y protección personal.

Aeroespacial

Boquillas de motores de cohete y estructuras de satélites mantienen su integridad frente a temperaturas extremas y radiación.

Comparación de Ventajas Tecnológicas

PropiedadSSiCRBSiC (SiC enlazado por reacción)HPSiC (SiC prensado en caliente)
Pureza>99%Contiene 10–15% de silicio libre>99%
Temp. Máx. Operativa1800°C (inerte)1400°C1600°C
CostoModeradoBajoAlto
Usos TípicosEstructuras a alta temperatura, herramientas para semiconductoresPiezas de desgaste, mobiliario de hornosMoldes de precisión, óptica

Proceso y Personalización

SSiC se produce mediante sinterización sin presión.

El polvo de SiC de alta pureza (1–10 μm) se mezcla con pequeñas cantidades de aditivos de sinterización (p. ej., B₄C, Al₂O₃-Y₂O₃) y se sinteriza a 1800–2150°C, formando estructuras densas mediante difusión de partículas.

Capacidades de Personalización

Formas complejas (p. ej., tuberías helicoidales, filtros porosos) con precisión dimensional ±0,05 mm.
Tratamientos superficiales (recubrimiento, pulido) para necesidades especializadas (p. ej., antiadherente, planitud óptica).

Estudios de Caso

Industria de Semiconductores

Fabricantes líderes de chips utilizan accesorios SSiC para obleas, extendiendo la vida útil de las herramientas hasta 10 veces más que el cuarzo tradicional en hornos de recocido de obleas de 200 mm/300 mm.

Vehículos Eléctricos

Disipadores de calor de inversores SSiC mejoran la eficiencia del motor en un 5%, aumentando la autonomía de vehículos eléctricos en un 10%.

Ejemplos de Productos

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