Carburo de silicio

compuesto químico

El carburo de silicio, también llamado carborundo, carborundio o carburindón (sic) es un carburo covalente de estequiometría 1:1 y que tiene una estructura de diamante, a pesar del diferente tamaño del C y Si, que podría impedir la misma. Debido en parte a su estructura, es casi tan duro como el diamante, alcanzando durezas en la escala de Mohs de 9 a 9,5, por lo que además se usa como material abrasivo.

 
Carburo de silicio

Muestra de carburo de silicio en forma de bola.
Nombre IUPAC
Carburo de silicio
General
Otros nombres Methanidylidynesilylium
Carborundo
Moissanita
Fórmula molecular SiC
Identificadores
Número CAS 409-21-2[1]
Número RTECS VW0450000
ChEBI 29390
ChemSpider 9479
PubChem 9863
UNII WXQ6E537EW
[C-]#[Si+]
Propiedades físicas
Apariencia Cristales incoloros
Densidad 3210 kg/; 3,21 g/cm³
Masa molar 39,977 g/mol
Punto de descomposición 3003 K (2730 °C)
Índice de refracción (nD) 2,55 (infrarrojos; todos los politipos)[2]
Peligrosidad
NFPA 704

0
1
0
Valores en el SI y en condiciones estándar
(25 y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

También es conocido como carburindón o «carborindón», palabra formada por carbo- y corindón, mineral famoso por su dureza.

Es un compuesto que se puede denominar aleación sólida, y que se basa en que sobre la estructura anfitrión (C en forma de diamante) se cambian átomos de éste por átomos de Silicio, siempre y cuando el hueco que se deje sea similar al tamaño del átomo que lo va a ocupar.

El carburo de silicio es un material semiconductor (~ 2,4V) y refractario que presenta muchas ventajas para ser utilizado en dispositivos que impliquen trabajar en condiciones extremas de temperatura, voltaje y frecuencia. El Carburo de Silicio puede soportar un gradiente de voltaje o de campo eléctrico hasta ocho veces mayor que el silicio o el arseniuro de galio sin que sobrevenga la ruptura: este elevado valor de campo eléctrico de ruptura le hace ser de utilidad en la fabricación de componentes que operan a elevado voltaje y alta energía, como por ejemplo: diodos, transistores, supresores..., e incluso dispositivos para microondas de alta energía. A esto se suma la ventaja de poder colocar una elevada densidad de empaquetamiento en los circuitos integrados.

Gracias a la elevada velocidad de saturación de portadores de carga (2×107 cm¹) es posible emplear SiC para dispositivos que trabajen a altas frecuencias, ya sean Radiofrecuencias o Microondas. Por último una dureza de ~9 en la escala de Mohs le proporciona resistencia mecánica, que junto a sus propiedades eléctricas hacen que dispositivos basados en SiC ofrezcan numerosos beneficios frente a otros semiconductores.

Descubrimiento

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Este material fue descubierto accidentalmente por el químico sueco Jöns Jacob Berzelius en 1824 mientras realizaba un experimento para sintetizar diamantes. Edward Goodrich Acheson, gracias a sus trabajos, fundó la Compañía Carborundum con la intención de producir un abrasivo.

Obtención

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El carburo de silicio se obtiene de arenas o cuarzo de alta pureza y coque de petróleo fusionados en horno de arco eléctrico a más de 2.000 °C con la siguiente composición:

SiO2 + 3 C → SiC + 2 CO

A continuación, pasa por un proceso de: selección, molienda, lavado, secado, separación magnética, absorción del polvo, cribado, mezclado y envasado. Luego, con este producto en distintos granos (o grosores de grano) y distintos aditivos, soportes y aglomerantes, se elaboran las lijas, discos de corte de metal, pastas para pulir, etc.

Véase también

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Referencias

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  1. Número CAS
  2. «Properties of Silicon Carbide (SiC)». Ioffe Institute. Consultado el 6 de junio de 2009.