Descripción del panal de carburo de silicio
Elpanal de carburo de silicio tiene excelentes propiedades mecánicas. A temperatura ambiente, el panal de carburo de silicio tiene una alta resistencia a la flexión, una excelente resistencia a la oxidación, una buena resistencia a la corrosión, una alta resistencia a la abrasión y un bajo coeficiente de fricción. También puede mantener sus mejores propiedades mecánicas a alta temperatura (resistencia, resistencia a la fluencia, etc.).
Stanford Advanced Materials (SAM) es un proveedor de confianza de panal cerámico de carburo de silicio que cuenta con más de dos décadas de experiencia en la fabricación y venta de cerámica de carburo de silicio.
Especificación del panal de carburo de silicio
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Propiedades
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Unidades
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Prueba
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Valor
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Físicas
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Fórmula química
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-
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-
|
a-SiC
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Densidad, ρ
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g/cm3
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ASTM C20
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3.21
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|
Color
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-
|
-
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gris oscuro
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Estructura cristalina
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-
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-
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hexagonal
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Absorción de agua
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% @R.T.
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ASTM C373
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0.0
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Dureza
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Moh
|
-
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9 - 10
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Dureza
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Knoop (kg/mm2)
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Knoop 100g
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2800
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Mecánica
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Resistencia a la compresión
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MPa @ R.T.
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ASTM C773
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1725 - 2500
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|
Resistencia a la tracción
|
MPa @ T.R.
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Prueba ACMA nº 4
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310
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Módulo de elasticidad
(Mod. de Young)
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GPa
|
ASTM C848
|
476
|
|
Resistencia a la flexión (MOR)
|
MPa @ R.T.
|
ASTM F417
|
324
|
|
Relación de Poisson, ν
|
|
ASTM C818
|
0.19
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Resistencia a la fractura, KIc
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MPa x m1/2
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Ensayo de viga entallada
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4.0
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Térmico
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Max. Temperatura de uso
(* denota atm. inerte)
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ºC
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Sin carga cond.
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1400
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Resistencia al choque térmico
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ΔT (ºC)
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Enfriamiento
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350 - 500
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Conductividad térmica
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W/m-K @ T.R.
|
ASTM C408
|
41
|
|
Coeficiente de expansión térmica lineal, αl
|
mm/m-ºC (~25ºC hasta ±1000ºC)
|
ASTM C372
|
5.12
|
|
Calor específico, cp
|
cal/g-ºC @ T.R.
|
ASTM C351
|
0.15
|
|
Eléctrico
|
|
Constante dieléctrica
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1MHz @ T.R.
|
ASTM D150
|
10.2
|
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Resistencia dieléctrica
|
kV/mm
|
ASTM D116
|
-
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Resistividad eléctrica
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Ω cm @ T.R.
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ASTM D1829
|
108
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Composición química del panal de carburo de silicio
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% SiC
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65-90
|
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Al2O3
|
8-38
|
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MgO
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<0.5
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Aplicaciones del carburo de silicio en forma de panal
1. Convertidores catalíticos: Las estructuras alveolares de carburo de silicio se utilizan ampliamente como sustratos en los catalizadores de automoción. El diseño de panal proporciona una gran superficie para el catalizador, lo que ayuda a convertir eficazmente los gases de escape nocivos (como monóxido de carbono, hidrocarburos y óxidos de nitrógeno) en sustancias menos dañinas. La estabilidad térmica del SiC le permite soportar las altas temperaturas de los sistemas de escape.
2. Filtros de partículas diésel (DPF): En los motores diésel, las estructuras alveolares de SiC se utilizan en los filtros de partículas diésel para atrapar el hollín y las partículas de la corriente de escape. La alta conductividad térmica y la resistencia del SiC permiten que los filtros se regeneren (quemen el hollín acumulado) sin degradarse, manteniendo así el rendimiento del motor y reduciendo las emisiones.
3. Intercambiadores de calor: Debido a su excelente conductividad térmica y resistencia al choque térmico, las estructuras alveolares de carburo de silicio se utilizan en intercambiadores de calor, especialmente en entornos de alta temperatura. Se emplean en aplicaciones como los intercambiadores de calor gas-gas, donde la transferencia eficaz de calor y la durabilidad son fundamentales.
4. Radiadores y calentadores cerámicos: Las estructuras alveolares de SiC se utilizan en calentadores cerámicos y radiadores de infrarrojos, donde sirven como elemento calefactor o estructura de soporte. El diseño de nido de abeja mejora la eficiencia del intercambio de calor y proporciona una distribución uniforme del calor, lo que los hace ideales para procesos de calentamiento industrial, hornos y estufas.
5. Procesamiento químico: En las industrias de procesamiento químico, las estructuras alveolares de carburo de silicio se utilizan en reactores y otros equipos donde proporcionan soporte a los catalizadores y facilitan las reacciones químicas a altas temperaturas. Su inercia química y su resistencia a la corrosión las hacen adecuadas para la manipulación de productos químicos agresivos y entornos difíciles.
6. Aplicaciones aeroespaciales: Las estructuras alveolares de SiC se utilizan en aplicaciones aeroespaciales en las que se requieren materiales ligeros, resistentes y térmicamente estables. Se emplean en componentes como sistemas de protección térmica, escudos térmicos y paneles estructurales en naves espaciales y aeronaves.
7. Aislamiento térmico: Las estructuras alveolares de SiC se utilizan en sistemas de aislamiento a altas temperaturas, donde proporcionan soporte estructural a la vez que minimizan la pérdida de calor. Su baja expansión térmica y su resistencia a altas temperaturas las hacen adecuadas para su uso en hornos, estufas y otros equipos industriales que funcionan a temperaturas elevadas.
8. Generación de energía solar: En los sistemas de energía solar concentrada (CSP), las estructuras alveolares de carburo de silicio se utilizan como absorbedores e intercambiadores de calor. Capturan y transfieren eficazmente el calor de la luz solar concentrada al fluido de trabajo, mejorando la eficiencia global del proceso de generación de energía.
9. Sistemas de filtración: Las estructuras de panal de SiC se utilizan en sistemas de filtración de alta temperatura, incluida la filtración de metal fundido y la filtración de gases en entornos difíciles. Su capacidad para soportar condiciones extremas las hace adecuadas para aplicaciones en las industrias del acero, el aluminio y la química.
10. Limpiadores de gases a alta temperatura: En las aplicaciones industriales de limpieza de gases, los filtros de panal de carburo de silicio se utilizan para eliminar partículas y contaminantes de los gases calientes. Su alta resistencia térmica y estabilidad química garantizan que puedan funcionar eficazmente en entornos en los que otros materiales podrían degradarse.
11. Blindaje contra radiaciones: Debido a su alta densidad y estabilidad térmica, las estructuras de panal de carburo de silicio también se pueden utilizar en aplicaciones de blindaje contra la radiación, particularmente en entornos donde se requiere tanto la gestión térmica como la protección contra la radiación.
12. Estructuras de soporte en hornos: Las estructuras alveolares de SiC se emplean como estructuras de soporte o placas de asentamiento en hornos y estufas. Pueden soportar elevadas cargas térmicas y mantener su integridad incluso en condiciones de uso continuo a temperaturas extremas.
Tabla comparativa de propiedades de materiales
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Propiedad
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Panal cerámico de cordierita
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Panal cerámico de cordierita-mullita
|
Panal cerámico de mullita
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Panal de carburo de silicio (SiC)
|
Alúmina cerámica en forma de panal
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Composición primaria
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2MgO-2Al₂O₃-5SiO₂
|
MgO, Al₂O₃, SiO₂
|
3Al₂O₃-2SiO₂
|
SiC
|
Al₂O₃ (≥90%)
|
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Densidad aparente (g/cm³)
|
0.45 - 0.65
|
0.50 - 0.75
|
0.45 - 0.60
|
0.55 - 0.85
|
0.70 - 1.20
|
|
Porosidad (%)
|
35 - 45
|
30 - 40
|
25 - 38
|
40 - 50 (controlada)
|
25 - 35
|
|
CTE (x10-⁶/°C, RT-800°C)
|
1.0 - 2.0
|
2.5 - 4.0
|
4.5 - 5.5
|
4.0 - 5.0
|
6.5 - 8.0
|
|
Temp. Temp. de uso (°C)
|
1300 - 1400
|
1400 - 1500
|
1500 - 1600
|
1600 - 1650 (aire)
|
1500 - 1600
|
|
Resistencia al choque térmico
|
Excelente
|
Muy buena
|
Buena
|
Excelente (recristalizado)
|
Regular a deficiente
|
|
Resistencia al aplastamiento (MPa)
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1 - 3
|
3 - 8
|
5 - 10
|
8 - 20
|
10 - 25
|
|
Resistencia química
|
Buena; mala frente a ácidos fuertes
|
Muy buena
|
Excelente (ácido/escoria)
|
Excelente (ácido/álcali)
|
Excelente (ácido/álcali)
|
|
Aplicaciones principales
|
Catalizadores de automoción
|
Soportes catalíticos de alta temperatura, Filtros
|
Filtros de gas de alta temperatura, Hornos
|
Filtros de metal fundido, Quemadores regenerativos
|
Soportes catalizadores de alta presión, Piezas de desgaste
|
Empaquetadura de panal
Nuestro panal de carburo de silicio se manipula cuidadosamente durante el almacenamiento y el transporte para preservar la calidad de nuestro producto en su estado original.
Especificación
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Propiedades
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Unidades
|
Prueba
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Valor
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|
Físicas
|
|
Fórmula química
|
-
|
-
|
a-SiC
|
|
Densidad, ρ
|
g/cm3
|
ASTM C20
|
3.21
|
|
Color
|
-
|
-
|
gris oscuro
|
|
Estructura cristalina
|
-
|
-
|
hexagonal
|
|
Absorción de agua
|
% @R.T.
|
ASTM C373
|
0.0
|
|
Dureza
|
Moh
|
-
|
9 - 10
|
|
Dureza
|
Knoop (kg/mm2)
|
Knoop 100g
|
2800
|
|
Mecánica
|
|
Resistencia a la compresión
|
MPa @ R.T.
|
ASTM C773
|
1725 - 2500
|
|
Resistencia a la tracción
|
MPa @ T.R.
|
Prueba ACMA nº 4
|
310
|
|
Módulo de elasticidad
(Mod. de Young)
|
GPa
|
ASTM C848
|
476
|
|
Resistencia a la flexión (MOR)
|
MPa @ R.T.
|
ASTM F417
|
324
|
|
Relación de Poisson, ν
|
|
ASTM C818
|
0.19
|
|
Resistencia a la fractura, KIc
|
MPa x m1/2
|
Ensayo de viga entallada
|
4.0
|
|
Térmico
|
|
Max. Temperatura de uso
(* denota atm. inerte)
|
ºC
|
Sin carga cond.
|
1400
|
|
Resistencia al choque térmico
|
ΔT (ºC)
|
Enfriamiento
|
350 - 500
|
|
Conductividad térmica
|
W/m-K @ T.R.
|
ASTM C408
|
41
|
|
Coeficiente de expansión térmica lineal, αl
|
mm/m-ºC (~25ºC hasta ±1000ºC)
|
ASTM C372
|
5.12
|
|
Calor específico, cp
|
cal/g-ºC @ T.R.
|
ASTM C351
|
0.15
|
|
Eléctrico
|
|
Constante dieléctrica
|
1MHz @ T.R.
|
ASTM D150
|
10.2
|
|
Resistencia dieléctrica
|
kV/mm
|
ASTM D116
|
-
|
|
Resistividad eléctrica
|
Ω cm @ T.R.
|
ASTM D1829
|
108
|
*La información anterior del producto se basa en datos teóricos y es sólo de referencia. Las especificaciones reales pueden variar.
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