Carburo de silicio (SiC/SiSiC)
El carburo de silicio (SiC) es uno de los materiales cerámicos más duros, justo después del diamante. Destaca por su excelente resistencia al desgaste y disipación del calor, por lo que es ideal para su uso en una amplia gama de industrias, desde la electrónica y la automoción hasta la aeroespacial y la maquinaria industrial. El SiC se mantiene estable en una amplia gama de temperaturas y resiste la deformación térmica, lo que aumenta su fiabilidad en condiciones difíciles. También presenta una baja dilatación térmica, una gran conductividad térmica y una impresionante resistencia a los ácidos y álcalis. Los dos tipos principales, SSiC (carburo de silicio sinterizado) y SiSiC (carburo de silicio infiltrado), son especialmente adecuados para fabricar componentes grandes y complejos, y ofrecen un rendimiento excepcional cuando la durabilidad y la precisión son esenciales.
(SiC/SiSiC) Ventajas
- Buenas propiedades de deslizamiento
- No tóxico y seguro para el medio ambiente
- Dureza sólo superada por el diamante
- Excelente resistencia a altas temperaturas
- Módulo de Young elevado (380 a 430 GPa)
- Excelente resistencia al choque térmico (ΔT = 1.100 K)
- Resistente a la corrosión y al desgaste incluso a altas temperaturas
- Mantiene una alta resistencia en condiciones de alta y baja temperatura
(SiC/SiSiC) Aplicaciones
- Dispositivos semiconductores de potencia de alta temperatura y alta tensión
- Cierres mecánicos resistentes al desgaste
- Intercambiadores de calor
- Sensores de alta temperatura
- Reflectores ópticos
- Rodamientos cerámicos de SiC
- Componentes de la tecnología energética
- Componentes del sistema de tuberías
- Revestimientos refractarios para entornos de alta temperatura
Propiedades de los materiales
| Propiedad | Unidad | Carburo de silicio |
| Densidad | g/cm³ | 3.15 |
| Dureza Vickers | Hv0,5 | 2650 |
| Resistencia a la flexión | MPa | 450 |
| Resistencia a la compresión | MPa | 2650 |
| Módulo elástico | GPa | 430 |
| Dureza | MPa-m¹/² | 4 |
| Relación de Poisson | - | 0.14 |
| Módulo de Young | GPa | 430 |
| Pureza del carburo de silicio | % | 99 |
Propiedades térmicas
| Propiedad | Unidad | Carburo de silicio |
| Conductividad térmica @ 25°C | W/mK | 110 |
| Punto de fusión | °C | 2800 |
| Capacidad calorífica específica | J/gK | 0.8 |
| Coeficiente de dilatación lineal | 10-⁶/K | 4 |
Propiedades eléctricas
| Propiedad | Unidad | Carburo de silicio |
| Constante dieléctrica (1 MHz) | - | 10 |
| Tensión de ruptura | V/cm | 1×10⁶ |
| Pérdida dieléctrica (1 MHz) | - | 0.001 |
| Resistividad | Ω-cm | 10⁷-10⁹ |
Nota: Este valor es sólo de referencia y puede variar ligeramente en función de las condiciones del lote.
Mecanizado de carburo de silicio
El mecanizado de carburo de silicio (SiC) es un proceso difícil pero esencial para producir componentes de alto rendimiento utilizados en entornos extremos. Conocido por su excepcional dureza, alta conductividad térmica y resistencia al desgaste, el SiC se utiliza habitualmente en sectores como el aeroespacial, la automoción, la electrónica y la energía. El mecanizado del SiC requiere herramientas y técnicas especializadas, ya que la dureza y fragilidad del material dificultan su corte y moldeado con los métodos tradicionales. Para conseguir las dimensiones y acabados superficiales deseados suelen emplearse el rectificado de precisión, las herramientas de diamante y el mecanizado por láser. También pueden utilizarse técnicas avanzadas como el corte por chorro de agua y el mecanizado por ultrasonidos para geometrías complejas. El mecanizado correcto del carburo de silicio garantiza la producción de piezas duraderas y de alta calidad que mantienen la estabilidad en entornos de alta temperatura, alta presión y químicamente agresivos.
Vídeo de mecanizado de prototipos
Este es un vídeo de mecanizado de prototipos cerámicos de Jundro
Preguntas frecuentes
¿Qué es el carburo de silicio (SiC) y por qué se utiliza?
El carburo de silicio (SiC) es un material cerámico muy duradero y resistente al calor, con una excelente conductividad térmica, resistencia mecánica y propiedades eléctricas. Se utiliza ampliamente en aplicaciones de alto rendimiento como la electrónica de potencia, la automoción, la industria aeroespacial y la de semiconductores.
¿Cuáles son las principales ventajas de utilizar carburo de silicio en la electrónica de potencia?
El carburo de silicio es el material preferido en la electrónica de potencia por su capacidad para soportar altas tensiones, altas temperaturas y altas frecuencias. También ofrece una eficiencia superior y tiempos de conmutación más rápidos que el silicio tradicional, lo que lo hace ideal para dispositivos de potencia como inversores, cargadores y vehículos eléctricos.
¿Cómo se compara el carburo de silicio con materiales tradicionales como el silicio o la cerámica?
El carburo de silicio supera al silicio tradicional y a muchas cerámicas en entornos de alta temperatura, alta potencia y alta tensión. Tiene una conductividad térmica superior, una tensión de ruptura más alta y una mayor durabilidad, lo que lo convierte en el material preferido para aplicaciones exigentes como la conmutación de potencia, los vehículos eléctricos y los sistemas de energías renovables.
¿Qué industrias utilizan la tecnología de carburo de silicio (SiC)?
El carburo de silicio se utiliza ampliamente en sectores como la automoción (vehículos eléctricos), la industria aeroespacial, la generación de energía, las telecomunicaciones, los semiconductores y la electrónica. Es especialmente importante en aplicaciones que requieren alta eficiencia, alta potencia y estabilidad térmica.
¿Es el carburo de silicio un buen material para aplicaciones de alta temperatura?
Sí, el carburo de silicio destaca en entornos de altas temperaturas. Con un punto de fusión elevado (alrededor de 2.700 °C), puede funcionar a temperaturas en las que los materiales tradicionales fallarían, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de alta temperatura en industrias como la aeroespacial, la de defensa y la energética.
¿Se puede mecanizar o procesar fácilmente el carburo de silicio?
Aunque el carburo de silicio es increíblemente duro y duradero, puede mecanizarse con herramientas especializadas como cuchillas recubiertas de diamante y abrasivos. Requiere técnicas de procesamiento avanzadas, pero la tecnología moderna permite darle forma y corte con precisión para componentes personalizados en industrias como la fabricación de semiconductores y la electrónica de alto rendimiento.
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