Debido a sus buenas propiedades físicas, el carburo de silicio sinterizado por reacción se ha utilizado ampliamente como materia prima química principal. Su ámbito de aplicación tiene tres aspectos: para la producción de abrasivos; utilizado para producir componentes de calentamiento por resistencia — varilla de silicio molibdeno, tubo de silicio carburo, etc.; para la fabricación de productos refractarios. Como material refractario especial, se utiliza en la fundición de hierro y acero como alto horno de hierro, cubilote y otros procesos de estampado, corrosión, daños a productos ignífugos de posición fuerte; en fundiciones de metales raros (zinc, aluminio, cobre) para carga de horno de fusión, tubería transportadora de metal fundido, dispositivo de filtro, crisol de sujeción, etc.; y tecnología espacial como boquilla de cola de motor de estampado, álabes de turbina de gas natural de alta temperatura continua; en la industria de silicatos, muchos como una variedad de cobertizos de hornos industriales, carga de horno de resistencia tipo caja, saggar; en la industria química, se utiliza para generación de gas, carburador de petróleo crudo, horno de desulfuración de gases de combustión, etc.
El uso puro de α-SiC en la fabricación de productos, debido a su resistencia relativamente alta, dificulta su molienda en polvo ultrafino a nanoescala. Las partículas son placas o fibras, y al molerlas para compactarlas, incluso al calentarlas hasta su temperatura de descomposición, no se produce un plegado evidente, no se pueden sinterizar, el nivel de densificación de los productos es bajo y la resistencia a la oxidación es deficiente. Por lo tanto, en la producción industrial, se añade una pequeña cantidad de polvo ultrafino esférico de β-SiC a α-SiC y se seleccionan aditivos para obtener productos de alta densidad. Como aditivo para la unión de productos, según el tipo, se pueden dividir en óxidos metálicos, compuestos de nitrógeno, grafito de alta pureza, como arcilla, óxido de aluminio, circonio, corindón de circonio, polvo de cal, vidrio laminado, nitruro de silicio, oxinitruro de silicio, grafito de alta pureza, etc. La solución acuosa del adhesivo formador puede ser uno o más de los siguientes: hidroximetilcelulosa, emulsión acrílica, lignocelulosa, almidón de tapioca, solución coloidal de óxido de aluminio, solución coloidal de dióxido de silicio, etc. Según el tipo de aditivos y la cantidad añadida, la temperatura de cocción del compacto no es la misma, y el rango de temperatura es de 1400~2300℃. Por ejemplo, α-SiC70% con una distribución de tamaño de partícula de más de 44 μm, β-SiC20% con una distribución de tamaño de partícula de menos de 10 μm, arcilla 10%, más 4,5% de solución lignocelulósica 8%, mezclados uniformemente, formados con una presión de trabajo de 50 MPa, cocidos al aire a 1400℃ durante 4 h, la densidad aparente del producto es de 2,53 g/cm3, la porosidad aparente es del 12,3% y la resistencia a la tracción es de 30-33 mpa. En la Tabla 2 se enumeran las propiedades de sinterización de varios tipos de productos con diferentes aditivos.
En general, los refractarios de carburo de silicio sinterizado por reacción presentan propiedades de alta calidad en todos los aspectos, como una elevada resistencia a la compresión, una fuerte resistencia al choque térmico, una buena resistencia al desgaste, una alta conductividad térmica y una resistencia a la corrosión por solventes en un amplio rango de temperaturas. Sin embargo, cabe destacar que su efecto antioxidante es deficiente, lo que provoca expansión volumétrica y deformación en ambientes de alta temperatura, reduciendo así su vida útil. Para garantizar la resistencia a la oxidación de los refractarios de carburo de silicio sinterizado por reacción, se ha realizado un extenso trabajo de selección de la capa de unión. La aplicación de la fusión con arcilla (que contiene óxidos metálicos) no proporciona un efecto amortiguador, por lo que las partículas de carburo de silicio siguen expuestas a la oxidación y corrosión atmosféricas.
Fecha de publicación: 21 de junio de 2023