Il carburo di silicio (SiC) è un composto di carbonio e silicio noto per le sue eccezionali proprietà meccaniche e termiche.
È caratterizzato da elevata durezza, alta conducibilità termica, bassa espansione termica ed eccellente resistenza agli shock termici.
Il SiC è altamente resistente alle reazioni chimiche e mantiene la sua forza a temperature molto elevate, rendendolo adatto a varie applicazioni ad alte prestazioni in settori quali i semiconduttori, gli elementi riscaldanti e gli abrasivi.
Quali sono le proprietà chimiche del carburo di silicio? 7 punti chiave da conoscere
1. Inerzia e resistenza agli attacchi chimici
Il carburo di silicio non viene attaccato da acidi, alcali o sali fusi fino a 800°C.
Questa inerzia chimica lo rende ideale per l'uso in ambienti dove l'esposizione a sostanze corrosive è comune.
Alle alte temperature, il SiC forma un rivestimento protettivo di ossido di silicio, che ne aumenta ulteriormente la resistenza alla degradazione chimica.
2. Stabilità termica
In aria, il SiC può essere utilizzato fino a 1600°C, grazie alla sua capacità di formare uno strato protettivo di ossido a 1200°C.
Questa stabilità alle alte temperature è fondamentale per il suo utilizzo nei forni ad alta temperatura e in altre applicazioni in cui i materiali sono esposti a calore estremo.
3. Elevata durezza
Con un grado di durezza Mohs pari a 9, il SiC è duro quasi quanto il diamante.
Ciò lo rende estremamente durevole e resistente all'usura, adatto alle applicazioni che richiedono resistenza all'abrasione.
4. Elevata conducibilità termica
Il SiC ha una conducibilità termica di 120-270 W/mK, notevolmente superiore a quella di molti altri materiali.
Questa proprietà consente una distribuzione efficiente del calore e aiuta a prevenire il surriscaldamento localizzato, migliorando la sua idoneità per le applicazioni ad alta temperatura.
5. Bassa espansione termica
L'espansione termica del SiC è di 4,0x10-6/°C, inferiore a quella della maggior parte degli altri materiali semiconduttori.
Questo basso coefficiente di espansione contribuisce alla sua eccellente resistenza agli shock termici, in quanto riduce al minimo le sollecitazioni indotte da rapidi cambiamenti di temperatura.
6. Resistenza agli shock termici
Grazie all'elevata conducibilità termica e alla bassa espansione termica, il SiC può sopportare rapidi sbalzi di temperatura senza subire danni.
Questa proprietà è fondamentale nelle applicazioni in cui il materiale subisce frequenti e significative fluttuazioni di temperatura.
7. Conduttività elettrica
Il carburo di silicio può essere trasformato in un conduttore elettrico, il che ha portato al suo utilizzo in elementi riscaldanti a resistenza, termistori e varistori.
La capacità di controllare la resistenza elettrica lo rende versatile per diverse applicazioni elettroniche.
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