ENGENHARIA DOS MATERIAIS

CARBETO DE SILÍCIO: APLICAÇÕES, PROPRIEDADES DE PROCESSAMENTO

O carbeto de silício (SiC) é uma substância química inorgânica bastante estável com elementos fundamentais abundantes, mas que ocorre raramente na natureza. [1,2] A unidade estrutural básica são tetraedros de Si-C, sendo que as quatro ligações dirigidas para os vizinhos tem um caráter quase puramente covalente. [1,4] A diferença entre os diversos polítipos está na ordem de empilhamento de tetraedros ao longo do eixo-c [1].

É um material que apresenta densidade relativamente baixa, alta dureza, massa específica de 3,20g/cm³, elevada estabilidade térmica e boa condutividade térmica, resultando, dentre outras características, em boa resistência ao desgaste e ao choque térmico [3]. A alta velocidade de saturação dos portadores permite operações em altas frequências [1].

O carbeto de silício (SiC) possuem varias aplicações, dentre elas está seu uso na blindagem e nos filmes de diamante. Conforme Berezowski et al (2002), a cerâmica, combinando elevada dureza e baixa massa específica, reduz a velocidade do projétil e o divide em pequenos fragmentos, que são, em seguida, absorvidos pela base metálica flexível . Este estágio, portanto, carrega uma enorme responsabilidade sobre a eficiência total do aparato. Dentre os materiais cerâmicos, o carbeto de silício (SiC) apresenta propriedades mecânicas bastante interessantes, que justificam o seu emprego na blindagem de sistemas aeronáuticos e aeroespaciais. O presente trabalho tem por objetivo a avaliação e a comparação da resistência mecânica de uma composição cerâmica básica de β-SiC e YAG (3Al2O3 + Y2O3), quando submetida a duas diferentes alterações em seu processo de manufatura: a adição de 5% de α-SiC e a realização de prensagem isostática no estágio de conformação dos corpos-de-prova [5].

  Segundo Silva et al (2000) ,na produção de filmes finos para aplicações tribológicas é fundamental garantir uma adesão ao substrato capaz de suportar as elevadas solicitações termomecânicas a que o tribo-sistema fica sujeito. No caso concreto dos filmes dos filmes de diamante CVD, a adesão fica comprometida pelas tensões térmicas originadas pelo desajuste entre o baixo valor do coeficiente de expansão térmica que o diamante apresenta. São realizados estudos de nucleação e crescimento em compósitos cerâmicos Si3N4 /SiCo.50% . A adição de SiC a matriz de Si3N4 confere-lhe uma maior afinidade química , capaz de promover a adesão através de ligações directas carbono-carbono. [6]

É comum o carbeto de silício, sic, ser sinterizado via fase sólida com adições de alguns compostos, dificultando a preparação de misturas homogêneas e consequentemente sua homogênea densificação [3]. Segundo M. Omori (1992) existe um método alternativo via sinterização por fase liquida, usando misturas de Al2O3Y2O3 aditivos. Esses aditivos em geral são misturas de óxidos ou nitretos, cuja composição possua pelo menos um eutético ao longo da faixa de composição química do diagrama de fase [7].

Nesse processo ocorre fusão de um dos componentes e/ou reação entre os componentes (21), formando a fase liquida que, então passa a molhar os grãos resultando em uma densificação elevada em baixas temperaturas, além da inibição de crescimento dos grãos excessivo [8].

O processo de sinterização em fase liquida oferece duas vantagens em relação ao processo em estado sólido. O processo é mais rápido e resulta em densificação uniforme. Porém a presença de uma fase vítrea gerada ao final do processo poderá ter efeito deletério a as propriedades do material [7].

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] GABRIEL VIEIRA SOARES. “Propriedades físico- químicas e características elétricas de estruturas dielétrico/SiC” , Universidade Federal do Rio Grande do Sul-  Instituto de química, 2008.