1. Pesquisa Científica de Materiais e Integridade Estrutural
1.1 Química dos Cristais e Características de Ligação
(Cadinhos de carboneto de silício)
Carboneto de silício (SiC) é uma cerâmica covalente composta de átomos de silício e carbono dispostos em uma rede tetraédrica, principalmente em hexagonal (4H, 6H) ou cúbico (3C) politipos, cada um mostrando tenacidade fenomenal da ligação atômica.
O Si– Ligação C, com uma energia de ligação de cerca 318 kJ/mol, está entre os maiores em porcelanatos arquitetônicos, proporcionando segurança térmica excepcional, firmeza, e resistência ao ataque químico.
Esta rede covalente robusta resulta em um material com ponto de fusão que vai além 2700 °C(sublime), tornando-a uma das cerâmicas sem óxido mais refratária prontamente disponíveis para aplicações de alta temperatura.
Ao contrário das porcelanas de óxido, como a alumina, O SiC mantém a resistência mecânica e a resistência à fluência em temperaturas acima 1400 °C, onde muitos metais e cerâmicas convencionais começam a amolecer ou deteriorar-se.
Seu coeficiente reduzido de crescimento térmico (~ 4.0 × 10 ⁻⁶/K) integrado com alta condutividade térmica (80– 120 C/(m · K)) permite ciclos térmicos rápidos sem divisão devastadora, um atributo essencial para o desempenho do cadinho.
Esses edifícios inerentes vêm da eletronegatividade bem equilibrada e tamanhos atômicos semelhantes de silício e carbono, que promovem uma estrutura cristalina extremamente estável e amplamente compactada.
1.2 Microestrutura e Resiliência Mecânica
Cadinhos de carboneto de silício são comumente feitos de pós de SiC sinterizados ou ligados por reação, com microestrutura desempenhando um papel definitivo em durabilidade e resistência ao choque térmico.
Os cadinhos de SiC sinterizados são criados por meio de sinterização em estado sólido ou em fase líquida em níveis de temperatura acima 2000 °C, frequentemente com aditivos de boro ou carbono para aumentar a densificação e limitar a coesão dos grãos.
Este processo gera uma camada totalmente densa, estrutura de granulação fina com porosidade mínima (
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