Che cos’è il carburo di silicio?

Proprietà

• Elevata durezza : la sua durezza è compresa tra quella del corindone e quella del diamante, con una durezza Mohs di circa 9,5, seconda solo a quella del diamante. Ha un’eccellente resistenza all’usura e può mantenere la sua forma e affilatura durante l’ uso .
• Resistenza alle alte temperature : mantiene una buona stabilità alle alte temperature e ha un elevato punto di fusione e di ebollizione. È adatto all’uso in ambienti ad alta temperatura e può resistere all’erosione causata da gas ad alta temperatura e metalli fusi.
• Buona stabilità chimica : ha un’elevata resistenza ad acidi, alcali e altre sostanze chimiche e non è facilmente soggetto a corrosione. Mantiene le sue prestazioni e integrità anche in ambienti chimici aggressivi.
• Elevata conduttività termica : ha una buona conduttività termica e può trasferire rapidamente il calore, il che aiuta a dissipare il calore nelle applicazioni ad alta temperatura e a prevenire il surriscaldamento locale 2 3 4 .
• Basso coefficiente di dilatazione termica : il coefficiente di dilatazione termica è basso e la variazione di volume è minima al variare della temperatura, il che consente di mantenere una buona stabilità dimensionale e di non formare facilmente crepe e deformazioni.

Processo di produzione

1. Preparazione delle materie prime : selezionare sabbia di quarzo ad elevata purezza e coke di petrolio come materie prime principali ed eseguire pretrattamenti quali frantumazione e vagliatura per garantire che le dimensioni delle particelle e la purezza delle materie prime soddisfino i requisiti.
2. Miscelazione : mescolare la sabbia di quarzo pretrattata e il coke di petrolio in una certa proporzione e aggiungere additivi appropriati, se necessario, per migliorare l’efficienza della reazione e la qualità del prodotto.
3. Fusione ad alta temperatura : le materie prime miscelate vengono inserite in un forno a resistenza elettrica e riscaldate a una temperatura elevata di circa 2000 °C per la fusione. In un ambiente ad alta temperatura, avviene la reazione chimica tra sabbia di quarzo e coke di petrolio per generare carburo di silicio.
4. Post-trattamento : il blocco di carburo di silicio ottenuto viene lavorato tramite frantumazione, lavaggio acido-base, separazione magnetica, setacciatura e altri processi per rimuovere le impurità e ottenere prodotti di carburo di silicio nero di diverse dimensioni delle particelle.

Applicazioni

• Utensili abrasivi e per rettifica : ampiamente utilizzati nella produzione di utensili abrasivi come mole, carta vetrata, nastri abrasivi e blocchi abrasivi. Possono essere utilizzati per la rettifica, la lucidatura e il taglio di vari materiali, come metalli, ceramica, vetro e pietre. 1 2 4 .
• Materiali refrattari : vengono utilizzati per realizzare mattoni refrattari, crogioli, rivestimenti per forni e altri prodotti refrattari, che possono migliorare la resistenza alle alte temperature e all’usura del forno e prolungarne la durata utile.
• Campo dei semiconduttori : è un importante materiale semiconduttore e può essere utilizzato per produrre dispositivi a semiconduttore ad alta potenza, alta frequenza e alta temperatura, come transistor, diodi e tiristori. Presenta eccellenti proprietà elettriche e può migliorare le prestazioni e l’affidabilità dei dispositivi a semiconduttore.
• Settore aerospaziale e militare : grazie alla sua elevata durezza, alla resistenza alle alte temperature e alle buone proprietà meccaniche, viene utilizzato nella produzione di componenti aerospaziali, come componenti di motori aeronautici, rivestimenti alari e gusci di missili. Può anche essere utilizzato per realizzare giubbotti antiproiettile e blindature per veicoli, migliorandone le prestazioni di protezione.
• Industria chimica : può essere utilizzato come vettore di catalizzatori o come materiale per la produzione di recipienti per reazioni chimiche, in grado di resistere alla corrosione delle sostanze chimiche e di migliorare l’efficienza e la sicurezza delle reazioni chimiche.