El papel del carburo de silicio verde como relleno en materiales compuestos
El carburo de silicio verde es reconocido por su alta dureza, excelente conductividad térmica, buena estabilidad química y resistencia al desgaste. Al añadirse como relleno a materiales compuestos (como compuestos a base de polímeros, metales o cerámica), mejora significativamente el rendimiento general del material de la matriz.
Sus principales beneficios se pueden resumir de la siguiente manera:
1. Mejora significativamente la dureza y la resistencia al desgaste.
Mecanismo de acción: El carburo de silicio verde tiene una dureza Mohs de 9,2-9,3, superada solo por el diamante y el carburo de boro. La dispersión uniforme de sus partículas en un material de matriz más blando (como resina epoxi, nailon, caucho o aleación de aluminio) crea una barrera, como una infinidad de diminutas «armadura» incrustadas en el material.
Efecto: La resistencia superficial del material compuesto al rayado, al desgaste y a la deformación plástica se mejora significativamente. Esto lo convierte en el producto ideal para aplicaciones que requieren alta resistencia al desgaste, como:
Revestimientos, conductos e impulsores resistentes al desgaste
Pastillas de freno, discos de embrague (aumenta el coeficiente de fricción y la resistencia al desgaste)
Neumáticos de alto rendimiento (utilizados como relleno de refuerzo para mejorar la resistencia al desgaste y la vida útil de los neumáticos)
2. Propiedades mecánicas significativamente mejoradas
Mecanismo de acción: Las partículas duras de carburo de silicio verde actúan como una fase de refuerzo, transfiriendo y disipando eficazmente la tensión aplicada al material, inhibiendo la deformación y la propagación de grietas en el material de la matriz.
Efecto: La resistencia a la compresión, la resistencia a la flexión, la rigidez y la estabilidad dimensional del material compuesto mejoran significativamente. Sin embargo, también suele aumentar su fragilidad, por lo que la proporción de adición y la distribución del tamaño de partícula deben ajustarse según la aplicación.
3. Excelentes propiedades térmicas mejoradas
Alta conductividad térmica: El carburo de silicio verde posee una conductividad térmica muy alta (aproximadamente 100-140 W/m·K). Su adición a conductores térmicos deficientes, como los polímeros, puede mejorar significativamente la conductividad térmica del compuesto.
Aplicaciones: Se utiliza en materiales de embalaje electrónico, siliconas térmicamente conductoras, plásticos térmicamente conductores y otros materiales para ayudar a disipar el calor de los componentes electrónicos.
Bajo coeficiente de expansión térmica: El carburo de silicio verde tiene un coeficiente de expansión térmica muy bajo. Su combinación con una matriz de alta expansión térmica (como resina o metal) puede reducir el coeficiente de expansión térmica del material en general, lo que aumenta la estabilidad dimensional del producto ante fluctuaciones de temperatura.
Aplicaciones: Componentes de instrumentos de precisión, plataformas ópticas y otros equipos sensibles a la deformación térmica.
4. Mecanismo de acción de rendimiento de fricción mejorado
: En los materiales de fricción (como las pastillas de freno), el carburo de silicio verde actúa como un material abrasivo resistente al desgaste que proporciona un coeficiente de fricción estable.
Efecto: Ayuda a mantener limpia la superficie de fricción, evita el deslizamiento y proporciona un coeficiente de fricción estable, confiable y duradero, evitando que el rendimiento del freno se desvanezca.
5. Otras funciones
Estabilidad química: El carburo de silicio verde es resistente a los ácidos y a los álcalis, lo que mejora la durabilidad de los materiales compuestos en entornos corrosivos.
Procesabilidad: En algunos casos, la adición de partículas duras puede aumentar el desgaste de las herramientas de mecanizado, pero también puede mejorar la capacidad de rectificado o pulido del material.
Resumen de la solicitud
Productos resistentes al desgaste: Componentes de bombas de lodo, revestimientos para maquinaria minera y piezas resistentes al desgaste para maquinaria agrícola.
Materiales de fricción: Pastillas de freno y revestimientos de embrague de alto rendimiento para automóviles.
Materiales conductores térmicos: sustratos de disipadores de calor de LED, pasta térmica de CPU y materiales de embalaje para módulos de potencia.
Piezas estructurales: Componentes aeroespaciales y automotrices que requieren alta rigidez, baja deformación térmica y cierto grado de resistencia al desgaste.
Recubrimientos y cerámicas especiales: se utilizan para producir recubrimientos y cerámicas estructurales resistentes al desgaste y a la corrosión.
