Carburo de silicioEs un cristal incoloro, comúnmente conocido como corindón. Se produce industrialmente mediante la reacción de arena de cuarzo y exceso de coque a una temperatura alta de 2000-2500 ℃. Tiene una estructura similar al diamante y una dureza cercana al diamante. Es un abrasivo industrial muy utilizado. Si se le añaden ciertos elementos impuros, también se convertirá en un semiconductor, que puede utilizarse como semiconductor de alta temperatura para elementos calefactores eléctricos. Tiene buena estabilidad térmica y química, alta resistencia mecánica y bajo coeficiente de expansión térmica, y también se usa ampliamente en materiales cerámicos estructurales de alta temperatura. Se pueden obtener fibras cerámicas de carburo de silicio con buenas propiedades mecánicas mediante pirólisis a alta temperatura de silano que contiene grupos orgánicos.
El nitruro de silicio es un nuevo tipo de material cerámico. Es un sólido blanquecino. Al igual que el carburo de silicio, tiene una alta estabilidad térmica y química. El coeficiente de fricción es sólo 0,1-0,2, lo que equivale a una superficie metálica lubricada con aceite. Su dureza es superada sólo por el diamante y el nitruro de boro cúbico. Su mayor área de aplicación es también como material cerámico estructural de alta temperatura. Se añade una pequeña cantidad de óxido de aluminio al nitruro de silicio para fabricar un nuevo tipo de cerámica, cuyo nombre comercial es sialon. La cerámica Seron se ha utilizado ampliamente en álabes de turbinas de gas, carcasas de máquinas, piezas de motores, boquillas de cola de cohetes, cojinetes y herramientas de corte.
Contenido
El carburo de silicio, comúnmente conocido como corindón, generalmente se fabrica mezclando sílice y coque y luego reaccionando con electricidad. El carburo de silicio está compuesto de SiC y tiene un aspecto verde, negro y amarillo debido a las impurezas. En la industria, se divide en dos categorías según el color: carburo de silicio verde y carburo de silicio negro, y su contenido de SiC es ≥99% y 98,5% respectivamente. El carburo de silicio es un compuesto de enlace covalente con fuertes enlaces interatómicos, alto punto de fusión, alta dureza, alta resistencia y baja expansión, alta conductividad térmica, alta conductividad eléctrica y fuerte estabilidad química. Por tanto, es una buena materia prima refractaria. Sin embargo, en una atmósfera oxidante, el carburo de silicio se oxida fácilmente y la oxidación sólo puede ralentizarse cuando se forma una película protectora de SiO2.
La fórmula molecular del nitruro de silicio es Si3N4 y existen dos tipos de formas cristalinas: tipo α y tipo β, los cuales son sistemas cristalinos hexagonales. El nitruro de silicio es de color gris, con un contenido de Si3N4 del 98,5% y de silicio libre del 1,5%. Su punto de fusión es de 1900 ℃ (descomposición por sublimación), alta resistencia, baja expansión térmica, tenacidad y fuerte resistencia a la corrosión. El nitruro de silicio se obtiene nitrurando polvo de silicio con nitrógeno y luego sinterizándolo. Se utiliza principalmente en materiales refractarios avanzados.
Aunque tanto el carburo de silicio como el nitruro de silicio son semiconductores compuestos de tercera generación con alta dureza, alta resistencia al desgaste, alta conductividad térmica y alto módulo elástico, existen algunas diferencias clave entre ellos:
Diferente estabilidad química y resistencia a la corrosión química.
El carburo de silicio tiene una fuerte resistencia a la corrosión química y puede funcionar en la mayoría de los ácidos y álcalis, pero tiene poca resistencia a las altas temperaturas; El nitruro de silicio es muy estable en ácidos y álcalis fuertes, pero tiene baja dureza y poca resistencia al desgaste.
Diferentes escenarios de aplicación
El carburo de silicio se utiliza habitualmente para fabricar herramientas como taladros y moldes y materiales refractarios para hornos de alta temperatura; El nitruro de silicio se utiliza para fabricar piezas para motores de aviones y turbinas de gas.
Diferentes propiedades físicas
El carburo de silicio tiene mayor densidad y mayor dureza, manteniendo especialmente la estabilidad en ambientes de alta temperatura; El nitruro de silicio tiene menor densidad y menor dureza, pero tiene buena resistencia al desgaste y a la corrosión.
Diferente conductividad térmica y conductividad eléctrica.
El carburo de silicio tiene una excelente conductividad térmica y buena conductividad eléctrica y puede utilizarse como material semiconductor; El nitruro de silicio tiene una conductividad térmica deficiente, pero tiene propiedades aislantes y se utiliza principalmente en aislamientos y embalajes electrónicos.
Diferentes colores
El nitruro de silicio suele ser un polvo blanquecino, mientras que el carburo de silicio es negro o gris negruzco.
Estas diferencias hacencarburo de silicioy el nitruro de silicio tienen cada uno sus propias ventajas únicas y campos aplicables en aplicaciones industriales.
