Una piastra in carburo di silicio stabilisce nuovi standard nella scienza dei materiali

Le piastre in carburo di silicio sono in grado di resistere con facilità a un’ampia gamma di ambienti ostili, grazie alla loro durata e resistenza ai danni rispetto ad altri materiali come il metallo.

I materiali ceramici offrono una resistenza all'abrasione e una stabilità termica eccezionali, vantando il secondo posto nella scala di durezza di Mohs, subito dopo il diamante, per quanto riguarda la loro resistenza all'abrasione.

Resistenza alle alte temperature

La lastra in carburo di silicio vanta una durezza e una resistenza all'usura seconde solo a quelle del diamante, il che la rende il materiale ideale per tenute meccaniche, cuscinetti, ottiche di precisione e specchi.

Le piastre in carburo di silicio ricristallizzato presentano una resistenza chimica superiore agli acidi e agli alcali, agli ambienti ossidanti e agli agenti di incisione a base di cloro. La loro porosità pressoché nulla e il coefficiente di dilatazione termica che limita la formazione di crepe consentono loro di garantire un funzionamento costante anche in presenza di sbalzi di temperatura improvvisi — una caratteristica particolarmente preziosa nelle applicazioni relative ai forni di fusione dell’alluminio e ai forni di diffusione dei semiconduttori.

Trovare la piastra ideale per la propria applicazione significa individuare la combinazione perfetta di geometria, purezza e carico termico. I prodotti ad alte prestazioni di Kerui — sia che si tratti di prodotti ottenuti mediante sinterizzazione reattiva o sinterizzazione senza pressione — vantano queste caratteristiche in un materiale ceramico avanzato che sta dimostrando il proprio valore in applicazioni quali armature di difesa, componenti per missili balistici e supporti per wafer.

Resistenza alla corrosione ad alta temperatura

La piastra in carburo di silicio è altamente stabile alle alte temperature e vanta un’eccezionale resistenza chimica, garantendo ambienti privi di contaminazioni e cicli operativi più lunghi, il che a sua volta riduce i costi legati ai tempi di fermo e quelli ad essi associati.

L'analisi EDX ha rivelato che la faccia C del SiC non reagisce con le impurità corrosive presenti nel sale fuso, spiegando così perché i tassi di corrosione fossero inferiori sulla sua faccia C rispetto alla sua faccia Si.

La lastra in carburo di silicio offre prestazioni superiori rispetto alle lastre metalliche in condizioni estreme, tra cui alte temperature ed esposizione ad acidi o alcali, sollecitazioni meccaniche, resistenza all’usura, stabilità chimica e conducibilità termica – rendendola il materiale ideale per applicazioni industriali quali forni, armature balistiche e componenti per forni ad alta temperatura. Inoltre, vanta un’eccellente conducibilità termica pur essendo più leggera!

Stabilità alle alte temperature

Le lastre e i fogli in carburo di silicio sono estremamente stabili alle alte temperature, il che li rende ideali per l’impiego in forni industriali o forni ad atmosfera controllata. Resistenti agli shock termici, queste lastre mantengono la loro integrità strutturale nonostante le temperature estreme, riducendo in modo significativo i costi di manutenzione in queste applicazioni industriali.

La ceramica industriale è caratterizzata da un coefficiente di dilatazione termica eccezionalmente basso, che le consente di resistere a rapidi sbalzi di temperatura senza subire crepe o deformazioni, rendendola adatta a processi che richiedono variazioni di temperatura costanti.

Queste caratteristiche rendono inoltre le lastre in carburo di silicio altamente resistenti alla corrosione chimica, rendendole una scelta eccellente per le applicazioni nel settore della lavorazione chimica. Il carburo di silicio è un materiale molto diffuso nella produzione di semiconduttori, nella realizzazione di armature balistiche e nel settore aerospaziale.

Resistenza all'usura ad alta temperatura

Le piastre in carburo di silicio presentano eccezionali proprietà di resistenza all'usura alle alte temperature e di resistenza chimica, che le rendono adatte a una vasta gamma di applicazioni in condizioni di temperature estreme. Anche la loro resistenza meccanica e la resistenza chimica le rendono una scelta eccellente.

Grazie alla loro eccellente durezza, questi materiali sono comunemente utilizzati nelle mole da taglio e nei dischi abrasivi impiegati nelle troncatrici e nelle smerigliatrici, mentre il loro basso coefficiente di attrito viene spesso sfruttato anche nelle guarnizioni delle pompe, nelle apparecchiature rotanti, nell'ottica di precisione e negli specchi laser.

Il SiC ottenuto per sinterizzazione reattiva si distingue dalla grafite per l’assenza di composti metallici, il che lo rende più resistente ai fusi acidi e alcalini, agli ambienti ossidanti e agli agenti di incisione a base di cloro, oltre a presentare una conduttività termica doppia rispetto a quella dell’allumina; ciò consente cicli di riscaldamento/raffreddamento più rapidi nelle applicazioni relative ai forni.

Resistenza alle alte temperature

Le piastre in carburo di silicio ricristallizzato offrono prestazioni superiori rispetto al carburo di silicio legato per reazione (RBSiC), mantenendo la loro integrità strutturale a temperature fino a 1600 °C in ambienti inerti. La loro porosità prossima allo zero impedisce la permeazione dei gas e consente rapidi cicli termici tra temperature estreme: una caratteristica inestimabile quando vengono utilizzate per la fusione dell’alluminio, nei forni di diffusione dei semiconduttori, nei processi di rivestimento delle celle solari o come supporti per wafer solari. La loro resistenza ai fusioni acide/alcaline e agli ambienti ossidanti, unita a una conduttività termica superiore, contribuisce a garantire una durata di servizio maggiore rispetto alla grafite nelle applicazioni di supporto per wafer solari.

L'eccezionale resistenza e tenacità delle lastre in carburo di silicio le rendono altamente resistenti ai danni da impatto, senza deformarsi né rompersi facilmente. Inoltre, la sua resistenza alla corrosione garantisce un'eccellente resistenza agli acidi, agli alcali e ad altre sostanze chimiche utilizzate per l'erosione. Grazie a queste eccezionali proprietà, il carburo di silicio è ampiamente utilizzato in applicazioni quali dischi da taglio e dischi abrasivi, nonché nei materiali refrattari e nei componenti automobilistici.