El carburo de silicio negro se añade principalmente a los paneles nanoaislantes como opacificante infrarrojo. Soluciona el problema de la penetración de la radiación infrarroja en la matriz a base de sílice a altas temperaturas, al tiempo que mejora la resistencia a altas temperaturas y las propiedades mecánicas de los paneles.
- Función principal: Bloqueo de la radiación infrarroja de alta temperatura. La matriz de sílice nanoporosa es semitransparente a la radiación térmica infrarroja media. A medida que aumenta la temperatura, la transferencia de calor por radiación representa una mayor proporción, lo que provoca un fuerte incremento en la conductividad térmica del panel a altas temperaturas. Mediante absorción y dispersión de Mie, el fino polvo negro de carburo de silicio intercepta la radiación infrarroja de alta temperatura en la banda de longitud de onda de 2,5 a 7 μm, reduciendo considerablemente el flujo de calor por radiación y estabilizando la conductividad térmica en rangos de alta temperatura. Esto permite que los paneles nanoaislantes mantengan un excelente rendimiento de aislamiento térmico a 800-1000 °C.
Explicación sencilla: Los nanoporos bloquean la conducción y la convección a bajas temperaturas; el carburo de silicio negro bloquea los rayos infrarrojos a altas temperaturas.
- Mejora la resistencia a altas temperaturas y la estabilidad térmica. El carburo de silicio negro tiene un punto de fusión extremadamente alto (aprox. 2730 °C) y una buena inercia química. A altas temperaturas, se forma una película densa de SiO₂ en su superficie que retarda aún más la oxidación. Esto inhibe la contracción y el ablandamiento de los tableros a altas temperaturas, preserva la integridad de la nanoestructura porosa y aumenta la temperatura máxima de servicio a largo plazo.
- Refuerza las propiedades mecánicas y la resistencia al choque térmico.
- Las partículas negras de SiC de baja expansión térmica se dispersan dentro de la matriz.
- Suprimen la propagación de grietas y aumentan la resistencia a la flexión y a la compresión.
- Optimiza la resistencia al fuego y el rendimiento ignífugo. Alcanza la clase A1 de incombustibilidad y no libera gases de combustión tóxicos en condiciones de alta temperatura.
- El carburo de silicio negro presenta una conductividad térmica en estado sólido relativamente alta.
Los fabricantes deben controlar con precisión su dosificación.
Una carga insuficiente produce un rendimiento deficiente de opacificación infrarroja.
Una carga excesiva aumenta la conductividad térmica en estado sólido y la densidad aparente del panel.
La industria utiliza ampliamente polvo de carburo de silicio negro ultrafino con un D50 de 1 a 4 μm.
