Qual é a diferença entre o SiC verde e o SiC preto？
No vasto campo da ciência dos materiais, o carboneto de silício (SiC), como material não metálico de alto desempenho, desempenha um papel importante em muitas indústrias com as suas propriedades físicas e químicas únicas. Entre eles, o carboneto de silício verde e o carboneto de silício preto são as duas principais variedades de carboneto de silício. Embora ambos pertençam à categoria básica do α-SiC, apresentam diferenças significativas nos processos de produção, nas propriedades físicas e químicas e nos campos de aplicação. Este artigo irá aprofundar as diferenças entre estes dois tipos de carboneto de silício para que os leitores possam compreender melhor as suas propriedades e aplicações.
1. Diferenças nos processos de produção
O processo de produção do carboneto de silício verde é único. Utiliza principalmente coque de petróleo e sílica de alta qualidade como principais matérias-primas, adiciona sal como aditivo e é fundido a alta temperatura num forno de resistência. Durante este processo, a adição de sal não só promove o processo de cristalização do carboneto de silício, como também melhora significativamente a pureza e a qualidade de cristalização do produto. Por outro lado, a produção de carboneto de silício preto depende de uma combinação de areia de quartzo, coque de petróleo e sílica de alta qualidade, que também é fundida a altas temperaturas num forno de resistência, mas não envolve a adição de sal. Portanto, do ponto de vista da relação matéria-prima e do processo, a preparação do carboneto de silício verde é mais complexa e sofisticada, o que também estabelece as bases para o seu desempenho posterior.
2. Diferenças nas propriedades físicas e químicas
Em termos de propriedades físicas e químicas, tanto o carboneto de silício verde como o carboneto de silício preto apresentam uma dureza e uma resistência mecânica extremamente elevadas. A sua dureza situa-se entre o corindo e o diamante, excedendo em muito a dos materiais metálicos comuns. No entanto, a pureza cristalina do carboneto de silício verde é maior, o que lhe confere vantagem em determinadas propriedades. Por exemplo, a resistência à tracção e à compressão do carboneto de silício verde é muito elevada, sendo mesmo várias vezes superior à do aço de alta resistência, apresentando excelentes propriedades mecânicas. Ao mesmo tempo, o carboneto de silício verde também possui uma excelente resistência a altas temperaturas, o seu ponto de fusão atinge mais de 2700°C e ainda consegue manter propriedades físicas e químicas estáveis em ambientes de alta temperatura. Além disso, o carboneto de silício verde também possui uma excelente estabilidade química e pode suportar a erosão de uma variedade de ácidos fortes, álcalis fortes e solventes orgânicos, o que o torna com amplas perspetivas de aplicação na indústria química, eletrónica, médica e outros campos .
Em contraste, embora o carboneto de silício preto também tenha características de elevada dureza, alta resistência e alta resistência ao desgaste, a sua tenacidade é ligeiramente superior à do carboneto de silício verde, o que afeta até certo ponto a sua autoafiação durante o processamento. . No entanto, o carboneto de silício negro apresenta uma densidade moderada (cerca de 3,15-3,21g/cm³), uma elevada condutividade térmica e uma boa resistência à oxidação e à radiação. Estas características tornam-no amplamente utilizado em fornos de alumina, grelhadores e cerâmicas refractárias. É amplamente utilizado em ambientes de alta temperatura e alta oxidação.
3. Diferenças nos campos de aplicação
Devido às diferenças nas propriedades físicas e químicas, o carboneto de silício verde e o carboneto de silício preto também apresentam campos de aplicação diferentes. O carboneto de silício verde é amplamente utilizado para a retificação de precisão e corte de fio de cristal de metal duro, vidro de quartzo, vidro ótico e outros materiais devido à sua elevada pureza, elevada dureza e excelentes propriedades mecânicas. Especialmente no campo do processamento de materiais semicondutores, o pó de carboneto de silício verde é uma matéria-prima importante para a produção de silício monocristalino e wafers de corte de silício policristalino. O tamanho e a pureza do grão afetam diretamente a qualidade e a eficiência do corte. Além disso, o carboneto de silício verde é utilizado em ambientes de alta temperatura e altamente corrosivos, como motores aeroespaciais, turbinas a gás e equipamentos químicos, devido à sua boa resistência a altas temperaturas e estabilidade química.
O carboneto de silício preto, devido à sua elevada tenacidade e boa resistência ao desgaste, tem um bom desempenho na retificação de ligas, cerâmica, mármore, jade e outros materiais. Ao mesmo tempo, o carboneto de silício preto é também utilizado para fabricar ferramentas e peças de elevada dureza e resistentes ao desgaste, tais como abrasivos, mós, discos de corte, etc. outros materiais cerâmicos para preparar materiais cerâmicos compósitos de alto desempenho para satisfazer as necessidades específicas de engenharia. Além disso, o carboneto de silício preto é também amplamente utilizado em materiais refratários, aeroespacial, fabrico de automóveis e outros campos.
4. Preços e tendências de mercado
Os preços do carboneto de silício verde e do carboneto de silício preto são afetados por muitos fatores, tais como a procura do mercado, a origem, a qualidade, etc., e os preços flutuam muito. De um modo geral, como o processo de produção do carboneto de silício verde é mais complexo e o desempenho do produto é melhor, o seu preço é relativamente elevado. No entanto, com o avanço contínuo da tecnologia e a redução dos custos de produção, a competitividade do mercado do carboneto de silício verde também está a aumentar. Ao mesmo tempo, à medida que a procura global de materiais de alto desempenho continua a crescer, as perspetivas de mercado para o carboneto de silício verde e o carboneto de silício preto são muito amplas.
5. Conclusão
Em resumo, o carboneto de silício verde e o carboneto de silício preto, como as duas principais variedades de carboneto de silício, apresentam diferenças significativas nos processos de produção, nas propriedades físicas e químicas e nos campos de aplicação. O carboneto de silício verde ocupa uma posição importante no processamento de materiais semicondutores, equipamentos de alta temperatura e outros campos devido à sua elevada pureza, elevada dureza e excelentes propriedades mecânicas; enquanto o carboneto de silício preto desempenha um papel importante nas ligas, cerâmicas e outros materiais devido à sua elevada tenacidade e resistência ao desgaste. Desempenha um papel importante na moagem. No futuro, com o avanço contínuo da ciência e da tecnologia e a contínua expansão dos campos de aplicação, as propriedades do carboneto de silício verde e do carboneto de silício preto serão mais exploradas e aplicadas, contribuindo mais para o desenvolvimento da ciência dos materiais.