Il carburo di silicio, caratterizzato dalla formula chimica SiC, è il materiale ceramico più duro ed al tempo stesso tra i più leggeri. Presenta proprietà interessanti tanto da essere frequentemente richiesto nelle più svariate applicazioni industriali ed utilizzato con soddisfazione in moltissimi settori: elettronica, tessile, meccanica, alimentare, automobilistica, aerospaziale, metallurgica, petrolchimica offrendo soluzioni anche economiche a fronte di notevoli incrementi di durata e prestazioni.
A temperatura ambiente si presenta come un solido nero, inodore.
I campi di utilizzo del carburo di silicio sono molteplici, grazie ad una serie di proprietà chimico-fisiche che rendono tale materiale adatto alle più svariate applicazioni. In particolare la sua alta conducibilità termica, abbinata ad un basso coefficiente di dilatazione lineare e le sue notevoli caratteristiche meccaniche, rendono questo materiale eccezionale per resistenza a shock termici.
Le caratteristiche principali del carburo di silicio sono:
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- Bassa densità
- Ottimo grado di durezza prossimo al diamante
- Ottima resistenza alla corrosione sia in ambienti acidi che alcalini
- Ottima resistenza all’usura: la durata di un componente realizzato in questo materiale ceramico è superiore di circa 12-15 volte (nelle stesse condizioni di impiego) rispetto ad uno stesso componente realizzato in acciaio trattato
- Eccellente resistenza allo shock termico, bassa dilatazione termica, elevata conducibilità termica
- Proprietà dei semiconduttori
- Chimicamente inerte, utilizzabile per applicazioni alimentari/farmaceutiche
I materiali ceramici a base di carburo di silicio (SiC) appartengono alle ceramiche più avanzate.
A seconda del processo di fabbricazione ed il tipo di legame si differenziano in:
CARBURO di SILICIO SINTERIZZATO (SSiC)
Il carburo di silicio sinterizzato è ottenuto dalla polvere più fine di SiC più additivi di sinterizzazione e viene sinterizzato da 2000 a 2200°C in atmosfera controllata.
Le sue caratteristiche principali sono:
- Resistenza estremamente elevata alla corrosione
- Elevata resistenza agli shock termici, elevata conducibilità termica
- Resistenza all’usura e durezza seconde solo al diamante
SCHEDA TECNICA: CARBURO di SILICIO
CARBURO di SILICIO INFILTRATO di SILICIO LEGATO PER REAZIONE (SiSiC)
SiSiC è costituito per 85 – 94% da SiC e la differenza 15-6% da silicio metallico.
La formazione dei compositi durante il processo termico, comporta un ritiro minimo, in genere inferiore al 3%, permettendo una buona precisione dimensionale e la realizzazione di componenti di grandi dimensioni e forme complesse.
Al termine del processo la presenza di silicio libero, infiltrato nel prodotto finale, influisce negativamente sulle proprietà del materiale, tra cui:
- Robustezza e resistenza all’usura ridotte rispetto ad altre ceramiche SiC.
- Resistenza alla corrosione limitata: il silicio libero è suscettibile all’attacco di soluzioni alcaline e acidi forti come l’acido fluoridrico, limitandone l’utilizzo in tali ambienti.
- Resistenza inferiore alle alte temperature: la presenza di silicio libero limita la temperatura massima di esercizio a circa 1350-1400 °C
Le sue caratteristiche principali sono
- Bassa temperatura di processo che riduce il consumo di energia ed i costi di produzione.
- Resistenza allo shock termico, elevata conducibilità termica
CARBURO DI SILICIO RICRISTALLIZZATO (RSiC)
RSiC è un materiale SiC puro con una porosità aperta da 11 a 15 %, che risulta avere così, rispetto alle ceramiche dense SiC, una resistenza meccanica più bassa, ma una eccellente resistenza allo shock termico.
L’assenza di contrazione/ritiro durante il processo termico permette la produzione di componenti di grandi dimensioni utilizzati principalmente come supporti mobili di carica nei processi termici.
La temperatura massima di applicazione è compresa tra il 1600 e il 1650°C.
Le sue caratteristiche principali sono:
- Ottima resistenza agli shock termici
- Alta capacità di carico