Silicon Carbide ha revolucionado varias industrias clave con su capacidad para manejar el calor y la energía, al tiempo que es amigable con el medio ambiente.
CVD SIC ofrece muchas ventajas que se alinean con el énfasis global en la sostenibilidad. El proceso de deposición de precisión reduce el desperdicio de material, mientras que los gases precursores avanzados proporcionan una producción más ecológica que los métodos tradicionales de producción de silicio.
Es el Superman de los metales
El carburo de silicio (SIC), durante mucho tiempo, un elemento básico de la ingeniería de materiales, recientemente ha vuelto a jugar como un material tecnológico indispensable. Compuesta de sílice y carbono, SIC es capaz de soportar temperaturas y presión extremas sin romperse.
El silicio puro se comporta como aislante; Sin embargo, cuando se dopan con ciertos elementos como aluminio, boro, galio o nitrógeno, se transforma en un semiconductor y conduce electricidad a través de una amplia temperatura y rango de voltaje, lo que lo hace adecuado para dispositivos electrónicos.
Las características materiales que contribuyen a su reputación como “Metales de Superman” incluyen su dureza extrema. Su relación de rigidez / peso supera a muchos de los ingenieros de metales fuertes que se han basado durante generaciones, y pueden soportar temperaturas de hasta 2.500 ° CEGC, así como la corrosión debido a ácidos, álcalis o metales fundidos.
SIC se ha convertido en una opción de material cada vez más popular para componentes que deben resistir los requisitos de alto voltaje, como lo demuestran la investigación realizada en Argonne y Sandia National Laboratories del Departamento de Energía de los Estados Unidos. SIC también es ideal para crear qubits, las unidades fundamentales del procesamiento de información cuántica, por agregar qubits a materiales de carburo de silicio; Hacer esto permite a los científicos crear chips de computadora más pequeños, más rápidos y más eficientes en energía que los modelos actuales.
El carburo de silicio (sic) es un compuesto químicamente estable compuesto de silicio y carbono, realizado sintéticamente desde finales del siglo XIX y se usa para aplicaciones que van desdepapers, ruedas de molienda, herramientas de corte, revestimientos refractarios para hornos industriales y piezas de resistencia de desgaste en bombas y bombas y bombas. Motores de cohetes para materiales semiconductores utilizados en dispositivos de generación de energía. SIC puede soportar temperaturas, frecuencias y voltajes más altas que los semiconductores de silicio tradicionales sin descomponer la tensión, lo que lo convierte en una excelente opción de material en estos usos.
Contrastando la sola capa de carbono y la dificultad de la producción de carbono y diamantes, se puede hacer carburo de silicio amorfo en producción a escala de obleas; haciéndolo adecuado para aplicaciones que incluyen vehículos eléctricos e inversores de energía solar.
Los investigadores realizaron una extensa investigación sobre el impacto de diferentes porcentajes de WC y SIC en el compuesto de concreto. Sus estudios demostraron que aumentar el porcentaje de carburo condujo a un aumento en la resistencia a la flexión del concreto debido al empaque más cercano de cristales que mejoraron la integridad estructural de la mezcla.
El carburo de silicio ha obtenido aceptación en todas las industrias para reducir los costos y mejorar el rendimiento, sin embargo, dimensionar el carburo de silicio correctamente en los sistemas requiere un conocimiento y experiencia especiales. La experiencia de APTIV como integrador de sistemas los hace únicos calificados para llevar esta tecnología al mercado.
El carburo de silicio se puede hacer mucho más ligero que el aluminio, por lo que es una excelente opción de material para dispositivos de alimentación y sistemas de batería de vehículos eléctricos. Este rasgo liviano permite que estos sistemas de energía funcionen de manera más eficiente mientras reducen las emisiones y el impacto ambiental.
Los vehículos con destino al espacio, como los satélites y los cohetes, se benefician inmensamente de sistemas más pequeños y más ligeros; Además, esta eficiencia podría incluso conducir a automóviles eléctricos más baratos, así como facturas de servicios públicos más bajos para los consumidores.
El carburo de silicio ocurre naturalmente como la moissanita mineral; Sin embargo, su primera versión sintética fue producida por el inventor estadounidense Edward G. Acheson en 1891 durante un intento de crear diamantes artificiales utilizando este material llamado Carborundum.
Los métodos de fabricación modernos en los abrasivos y las industrias metalúrgicas utilizan el método de Acheson. Se ensambla una mezcla de arena de sílice pura con carbono de coque molido alrededor de un conductor de carbono de horno de resistencia eléctrica y se calienta a altas temperaturas para producir SIC.
SIC, que puede aparecer como amarillo a los cristales iridiscentes negros de color amarillo a verde a negro dependiendo de su pureza, se procesa en componentes para hornos industriales, como varillas y placas de carburo de tungsteno, rocíe boquillas para pulverizar abrasivos, desgaste de piezas resistentes a las bombas, así como piezas resistentes al desgaste toxicológicamente seguras utilizadas para bombas y maquinaria. Con su alto punto de fusión y calificación de seguridad toxicológica, es un material excelente para ser utilizado en aplicaciones de ingeniería exigentes como impresión 3D, aplicaciones de tecnología de energía de mecanizado de balística como la producción de papel de fabricación de bolas de impresión 3D.
Es más resistente al calor
El carburo de silicio cuenta con baja expansión térmica y punto de fusión, lo que lo hace menos vulnerable al daño causado por el calor que los metales. Debido a estas propiedades, el carburo de silicio es un excelente material para las herramientas utilizadas con abrasivos, refractarios y cerámicas; Además, a menudo se utiliza como piezas resistentes al desgaste en aplicaciones automotrices, de impresión 3D y balística, además de ser utilizadas en química, fabricación de papel y tecnología de energía como componentes en bombas y sistemas de turbinas de gas.
La dureza, la rigidez y las propiedades de expansión térmica baja del carburo de silicio lo convierten en el material ideal para los espejos en los telescopios astronómicos. El carburo de silicio se puede cultivar en sustratos de vidrio o cuarzo y pulido en una superficie extremadamente plana y reflectante con bajas tasas de expansión térmica; Los telescopios como Herschel y Gaia usan discos de carburo de silicio policristalino de hasta 3.5 metros (11 pies).
El carburo de silicio es un material ultrapure compuesto por dos tetraedros de coordinación primario que contienen cuatro átomos de silicio y cuatro carbono unidos covalentemente. El dopaje puede crear un semiconductor de tipo N mientras dopado con berilio, galio o aluminio puede producir un semiconductor de tipo P. El ácido hidrofluorico se disuelve fácilmente en agua, alcohol y la mayoría de los ácidos orgánicos e inorgánicos; Sin embargo, reacciona con sales fundidas a altas temperaturas y debe usarse a temperaturas muy altas para ser efectivas. Los análisis pueden incluir espectrometría de fluorescencia de rayos X, espectrometría de masas de descarga de brillo y espectrometría de emisión óptica de plasma acoplada inductivamente en muestras sólidas; La espectrometría de masas de plasma acoplada inductivamente de ablación con láser se puede emplear en muestras lixiviadas o digeridas para un examen más detallado.