Comparação entre a cerâmica a base de Alumina e a de Carbeto de Silício


Alumina e Carbeto de Silício por Reação (infiltrado) são produtos da tecnologia do pó. Ambos são formados utilizando técnicas como moldagem por injeção, extrusão, prensagem isostática, etc.

Alumina

A cerâmica de alumina é sinterizada em fornos com temperaturas entre 1350ºC e 1800ºC, dependendo do conteúdo de alumina e formulação. A cerâmica resultante tem uma dureza entre 1100 e 1500 Vickers, tenacidade a fratura na região entre 3.7 e 4.3 Mpam1/2 e resistência a flexão de 340 a 390MPa. A densidade situa-se entre 3.7 e 3.85 gr/cc.

A alumina é uma cerâmica comum para aplicações de desgaste e pode oferecer uma resistência até 60 vezes maior que o aço carbono e 10 vezes superior ao Ni-hard, basalto moldado e faces endurecidas. Suporta bem aplicações com rejeitos e carvão, mas não recomendado para abrasivos sólidos grossos.Todas as cerâmicas são vítreas e fortes impactos podem causar falhas catastróficas na sua matriz, porém como parte de sistemas corretamente projetados a cerâmica de alumina pode suportar grandes impactos.

Blindagens balísticas de alumina com 6mm de espessura podem parar de 5 a 7 balas de fuzil de assalto tipo AK47. Em sistemas de transporte de carvão e xisto, caindo de uma altura de 1.5 metros, são utilizadas cerâmicas de alumina com espessura de 50mm.

Carbeto de Silício
O carbeto de silício por reação é processado em fornos a vácuo, a temperaturas de 1650ºC. A cerâmica é produzia com a infiltração de uma matriz de silício para ligar os grãos de carbeto. O silício é introduzido durante o processo de queima na moldagen, prensagem ou extrusão. O componente é queimado num banho de silício. O silício funde durante o processo do forno e migra entre os grãos de carbeto, através da ação capilar, e assim produzindo uma excelente cerâmica de engenharia (o silício livre é sugado pelo componente de carbeto como uma esponja). A cerâmica queimada contém aproximadamente 14% de silício livre.

Cerâmicas de carbeto de silício por reação de menor qualidade, utilizando grãos de 150micons ou maiores, como as utilizados para produzir mobílias de fornos, utilizam a infiltração de vapor de silício para produzir a matriz. O carbeto de silício por reação chega a ter dureza de 3000 Vickers, uma resistência a choque térmico que é aproximadamente 10 vezes superior e uma resistência ao desgaste entre 5 e 10 maior que a cerâmica de alumina.

Entre os diversos tipos de carbeto de silício, o por reação apresenta o segundo melhor desempenho, perde para o Carbeto de Silício Sinterizado. As aplicações altamente abrasivas, como da indústria de mineração, fazem uso de diferentes compostos de Carbeto de Silício, com destaque para:

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SiC por reação óxida: É a primeira escolha para substituição do metal em ambientes abrasivos. Com 1/3 do peso do metal, vida útil até 60 vezes superior , mais econômico que o Ni-Hard. Empregado em coletores de pós e revestimentos diversos.

- SIC nitretado: Há mais de 30 anos este é o material padrão para vértices e cones de ciclones.

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SIC por reação: É utilizado especialmente em aplicações altamente abrasivas em circuitos fechados de moinhos. Ele supera a vida útil do SiC nitretado em 3 vezes e é 2 vezes mais caro.

- SiC sinterizado: Este material é empregado em aplicações abrasivas extremas. É o último e derradeiro material para resolver problemas com a abrasão. Apresenta 3 a 5 vezes maior vida útil que o SiC por reação e 10 a 15 vezes o SiC nitretado. Seu custo é 2 vezes maior que o SiC por reação.
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