O carbeto de silício sinterizado à pressão atmosférica é um carbeto não metálico com ligações covalentes de silício e carbono, cuja dureza só perde para a do diamante e do carbeto de boro. Sua fórmula química é SiC. Apresenta-se como cristais incolores, que adquirem coloração azul ou preta quando oxidados ou quando contêm impurezas. A deformação do carbeto de silício com estrutura diamantífera é geralmente denominada esmeril. A dureza do esmeril é próxima à do diamante, possui boa estabilidade térmica, sendo estável em soluções aquosas de ácido hidroxilado e ácido sulfúrico concentrado, e instável em misturas de ácidos ou ácido fosfórico, ácido hidrogenídrico concentrado e ácido nítrico. É diferentemente dos álcalis que se fundem em atmosfera oca. Divide-se em carbeto de silício sintético e carbeto de silício natural. O carbeto de silício natural, conhecido como carbonita, é encontrado principalmente em kimberlitos e anfibolitos vulcânicos, porém em pequena quantidade e sem valor de exploração.
O carbeto de silício sinterizado à pressão atmosférica industrial é uma mistura de α-SiC e β-SiC e apresenta-se em duas cores: preto e verde. O carbeto de silício puro é incolor, enquanto os que contêm impurezas são pretos, verdes, azuis e amarelos. Possui contornos de grão hexagonais e cúbicos, com estrutura cristalina em placas e colunas compostas. Apresenta brilho vítreo, densidade de 3,17 a 3,47 g/cm³, dureza Morse de 9,2 e ponto de fusão de 30380 a 33320 MPa (início da diferenciação a 2050 °C e início da diferenciação a 2600 °C). O coeficiente de elasticidade é de 466.480 MPa. A resistência à tração é de 171,5 MPa. A resistência à compressão é de 1029 MPa. O coeficiente de dilatação linear varia de 5,010⁻⁶ a 1000 °C. A condutividade térmica (20 °C) é de 59 W/(mK). Estabilidade química: não sofre erosão ao ferver em HCl, H2SO4 ou HF.
De acordo com suas diferentes aplicações, o carbeto de silício sinterizado à pressão atmosférica é classificado em abrasivo, refratário, desoxidante, carbeto de silício para aplicações elétricas, entre outros. O teor de SiC no carbeto de silício abrasivo não deve ser inferior a 98%. O carbeto de silício refratário é dividido em: (1) carbeto de silício preto refratário avançado, cujo teor de SiC é exatamente o mesmo do carbeto de silício para moagem; (2) carbeto de silício preto refratário secundário, com teor de SiC superior a 90%; (3) carbeto de silício preto refratário de baixa qualidade, cujo teor de SiC não deve ser inferior a 83%. O teor de carbeto de silício e SiC utilizado como desoxidante geralmente deve ser superior a 90%. No entanto, em isolamentos de fornos de grafitização industrial de carbono, o carbeto de silício com teor superior a 45% também pode ser utilizado como desoxidante na fabricação de aço. O carbeto de silício para agentes desoxidantes está disponível em duas formas: pó e bloco moldável. O desoxidante em pó de carbeto de silício preto geralmente tem um tamanho de partícula de 4 a 0,5 mm e de 0,5 a 0,1 mm.
O carbeto de silício para uso elétrico possui duas categorias principais.
(1) O carbeto de silício verde usado para elementos de aquecimento elétrico é essencialmente o mesmo que o carbeto de silício verde usado para moagem.
(2) O carbeto de silício para para-raios tem requisitos especiais de função elétrica, que são diferentes dos dados refratários do carbeto de silício preto para moagem.
Utilização de carbeto de silício sinterizado à pressão atmosférica
Os produtos de carbeto de silício sinterizado à pressão atmosférica possuem funções especiais, como resistência a altas temperaturas, resistência ao desgaste, resistência ao calor, resistência ao fogo, resistência à radiação, excelente condutividade elétrica e térmica, etc., e têm sido amplamente utilizados em diversos setores da economia nacional. Na China, o carbeto de silício verde é usado principalmente como abrasivo. O carbeto de silício preto é usado na fabricação de rebolos, frequentemente utilizados para cortar e desbastar materiais com baixa resistência à tração, como vidro, cerâmica, pedra, refratários, e também para desbastar peças de ferro fundido e materiais de metais não ferrosos. O carbeto de silício verde é usado principalmente para desbastar carboneto cementado, liga de titânio, vidro óptico, e também para desbastar camisas de cilindro e ferramentas de aço rápido. Os abrasivos de carbeto de silício cúbico são usados apenas para desbaste de ultraprecisão de rolamentos em miniatura. A resistência ao desgaste de rotores de turbina pode ser significativamente melhorada com a aplicação de pó de SiC por eletrodeposição. Ao utilizar pressão mecânica para empurrar o moinho cúbico de SiC200 e o micropó de W28 contra a parede do cilindro do motor de combustão interna, a vida útil do cilindro pode ser mais que duplicada.
Data da publicação: 16/06/2023