Carboneto de silícioé um cristal incolor, comumente conhecido como corindo. É produzido industrialmente pela reação de areia de quartzo e excesso de coque a uma alta temperatura de 2.000-2.500 ℃. Possui estrutura semelhante ao diamante e dureza próxima ao diamante. É um abrasivo industrial amplamente utilizado. Se certos elementos de impureza forem adicionados a ele, ele também se tornará um semicondutor, que pode ser usado como semicondutor de alta temperatura para elementos de aquecimento elétrico. Possui boa estabilidade térmica e química, alta resistência mecânica e baixo coeficiente de expansão térmica, sendo também amplamente utilizado em materiais cerâmicos estruturais de alta temperatura. Fibras cerâmicas de carboneto de silício com boas propriedades mecânicas podem ser obtidas por pirólise em alta temperatura de silano contendo grupos orgânicos.
O nitreto de silício é um novo tipo de material cerâmico. É um sólido esbranquiçado. Assim como o carboneto de silício, possui alta estabilidade térmica e química. O coeficiente de atrito é de apenas 0,1-0,2, o que equivale a uma superfície metálica lubrificada com óleo. Sua dureza perde apenas para o diamante e o nitreto cúbico de boro. Sua maior área de aplicação também é como material cerâmico estrutural de alta temperatura. Uma pequena quantidade de óxido de alumínio é adicionada ao nitreto de silício para formar um novo tipo de cerâmica, cujo nome comercial é sialon. A cerâmica Seron tem sido amplamente utilizada em pás de turbinas a gás, carcaças de máquinas, peças de motores, bicos de cauda de foguetes, rolamentos e ferramentas de corte.
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O carboneto de silício, comumente conhecido como corindo, é geralmente produzido pela mistura de sílica e coque e depois reagindo com eletricidade. O carboneto de silício é composto de SiC e tem uma aparência verde, preta e amarela devido às impurezas. Na indústria, é dividido em duas categorias de acordo com a cor: carboneto de silício verde e carboneto de silício preto, e seu teor de SiC é ≥99% e 98,5% respectivamente. O carboneto de silício é um composto de ligação covalente com forte ligação interatômica, alto ponto de fusão, alta dureza, alta resistência e baixa expansão, alta condutividade térmica, alta condutividade elétrica e forte estabilidade química. Portanto, é uma boa matéria-prima refratária. No entanto, em uma atmosfera oxidante, o carboneto de silício é facilmente oxidado e a oxidação só pode ser retardada quando uma película protetora de SiO2 é formada.
A fórmula molecular do nitreto de silício é Si3N4, e existem dois tipos de formas cristalinas: tipo α e tipo β, ambos sistemas cristalinos hexagonais. O nitreto de silício é cinza, com teor de Si3N4 de 98,5% e silício livre de 1,5%. Seu ponto de fusão é 1900 ℃ (decomposição por sublimação), alta resistência, baixa expansão térmica, tenacidade e forte resistência à corrosão. O nitreto de silício é produzido nitretando o pó de silício com nitrogênio e depois sinterizando-o. É usado principalmente em materiais refratários avançados.
Embora tanto o carboneto de silício quanto o nitreto de silício sejam semicondutores compostos de terceira geração com alta dureza, alta resistência ao desgaste, alta condutividade térmica e alto módulo de elasticidade, existem algumas diferenças importantes entre eles:
Diferentes estabilidade química e resistência à corrosão química
O carboneto de silício tem forte resistência à corrosão química e pode funcionar na maioria dos ácidos e álcalis, mas tem baixa resistência a altas temperaturas; o nitreto de silício é muito estável em ácidos e álcalis fortes, mas tem baixa dureza e baixa resistência ao desgaste.
Diferentes cenários de aplicação
O carboneto de silício é geralmente usado para fazer ferramentas como brocas e moldes e materiais refratários para fornos de alta temperatura; o nitreto de silício é usado na fabricação de peças para motores de aeronaves e turbinas a gás.
Diferentes propriedades físicas
O carboneto de silício possui maior densidade e maior dureza, principalmente mantendo a estabilidade em ambientes de alta temperatura; o nitreto de silício tem menor densidade e menor dureza, mas tem boa resistência ao desgaste e à corrosão.
Diferentes condutividade térmica e condutividade elétrica
O carboneto de silício possui excelente condutividade térmica e boa condutividade elétrica e pode ser usado como material semicondutor; o nitreto de silício tem baixa condutividade térmica, mas possui propriedades isolantes e é usado principalmente em isolamento e embalagens eletrônicas.
Cores diferentes
O nitreto de silício é geralmente um pó esbranquiçado, enquanto o carboneto de silício é preto ou preto acinzentado.
Essas diferenças fazemcarboneto de silícioe nitreto de silício têm suas próprias vantagens exclusivas e campos aplicáveis em aplicações industriais.
