Carburo de silicio frente a carburo de wolframio

Cómo entender mejor el carburo de silicio frente al carburo de tungsteno. Este artículo ofrece un análisis comparativo del silicio carburo (SiC) frente al carburo de wolframio (WC), centrándose en sus propiedades y aplicaciones industriales.

1. Carburo de silicio (SiC)

Densidad: 3,2 g/cm³.

Variantes primarias:

SiC negro (α-SiC, pureza 98,5%): Presenta mayor tenacidad que el SiC verde, se utiliza principalmente para el mecanizado de materiales de baja resistencia a la tracción (vidrio, cerámica, fundición).

SiC verde (α-SiC, pureza >99%): Propiedades superiores de autoafilado, ideal para carburos cementados, aleaciones de titanio y rectificado de precisión de herramientas de acero de alta velocidad.

SiC cúbico: Un cristal amarillo verdoso sintetizado mediante métodos especializados, utilizado para el mecanizado de cojinetes de ultraprecisión, que reduce la rugosidad superficial de Ra 32-0,16 μm a Ra 0,04-0,02 μm.

Propiedades clave:

Alta conductividad térmica (120-490 W/m-K)

Comportamiento semiconductor con resistencia a la oxidación hasta 1600°C

Químicamente inerte en ambientes ácidos/alcalinos (pH 3-11)

Aplicaciones:

Revestimientos de álabes de turbina (prolongan la vida útil en 100-200%)

Refractarios energéticamente eficientes (baja expansión térmica, alta resistencia al choque térmico)

Desoxidantes en la siderurgia (grado de pureza 85%)

Elementos calefactores (por ejemplo, varillas de carburo de silicio)

2. Nitruro de silicio (Si₃N₄)

Estructura: Entramado 3D en forma de diamante.

Propiedades:

Punto de fusión: 1900°C

Densidad: 3,2-3,4 g/cm³ | Dureza: 1500-1900 HV

Resistencia a la flexión: 600-1000 MPa | Módulo elástico: 310 GPa

Estable en aire hasta 1450-1550°C

Soluble en HF; inerte al agua y a los ácidos diluidos

3. Carburo de wolframio (WC)

Estructura: Cristal hexagonal (brillo metálico).

Propiedades:

Densidad: 15,63 g/cm³ (18°C) | Punto de fusión: 2870°C

Insoluble en H₂O, HCl, H₂SO₄; soluble en mezclas HNO₃-HF.

Se reduce la fragilidad añadiendo Ti/Co (1-5 wt%)

Síntesis:

Producido por carburación de polvo de tungsteno a 1400-1600°C.

El WC derivado del óxido requiere un tratamiento en vacío a 1500°C.

Aplicaciones:

Herramientas de corte (con aditivos TiC/TaC para resistencia al impacto)

Componentes de alta temperatura (boquillas de carburomotores a reacción, juntas de carburo)

Visión estructural:
Los átomos de carbono ocupan sitios intersticiales en la red del wolframio, formando una solución sólida intersticial.

4. Vida útil del cierre mecánico en bombas de aguas residuales

[Q]: ¿Cuánto duran los cierres mecánicos de las bombas de aguas residuales?
[A]: Depende del material y de las condiciones de funcionamiento:

Carburo de tungsteno: 1-2 años

Carburo de silicio: ~1 año

Cerámica: <6 meses