Carburo de silicio
El carburo de silicio, también llamado carborundo o carborundio (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.
| 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+] | ||
| InChI=1S/CSi/c1-2 Key: HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N | ||
| Propiedades físicas | ||
| Apariencia | Cristales incoloros | |
| Densidad | 3210 kg/m³; 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 «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 cm−¹) 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
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
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
Referencias
- Número CAS
- «Properties of Silicon Carbide (SiC)». Ioffe Institute. Consultado el 6 de junio de 2009.