Carburo de Silicio

Fórmula química: SiC

Punto de fusión: 2730 Cº

Densidad: 3.21 g/cm3

El carburo de silicio se conoce desde finales del siglo XIX, pero su desarrollo industrial comenzó a principios del siglo XX, cuando Edward Acheson perfeccionó un método económico de síntesis que permitió su producción a gran escala. Sus ingredientes son abundantes y económicos: el dióxido de silicio (SiO₂), presente en arenas y cuarzos, y el carbono, que suele obtenerse del coque. Al calentarse juntos a temperaturas superiores a 2 000 °C, el dióxido de silicio reacciona con el carbono liberando monóxido de carbono (CO) y formando cristales de SiC, un proceso que, pese a su aparente simplicidad, requiere control técnico para obtener calidades elevadas.

El SiC puede presentar colores variados según su pureza. Aunque teóricamente debería ser transparente, pequeñas impurezas metálicas —especialmente hierro— suelen teñirlo de negro o verde oscuro. Esta facilidad para contaminarse ha limitado su uso como gema sintética para imitar diamantes, aunque el carburo de silicio de calidad gema se conoce como moissanita cuando es natural y como carborundo cuando es artificial. Su dureza extrema lo convierte en un material abrasivo excepcional, mientras que su tenacidad, superior a la de otras cerámicas, permite su empleo sin necesidad de aglomerantes metálicos.

El carburo de silicio mantiene su integridad estructural y su rigidez hasta temperaturas cercanas a los 900 °C sin perder propiedades mecánicas, a diferencia de la mayoría de las cerámicas, que comienzan a oxidarse por encima de los 150 °C a 200 °C. Es químicamente inerte frente a la mayoría de reactivos, posee alta resistencia a la corrosión y a la oxidación por fricción (crepitación) y actúa como semiconductor con propiedades electrónicas muy valiosas para dispositivos de potencia.

Gracias a su dureza, el carburo de silicio se utiliza de forma masiva como abrasivo en discos de corte, lijas y herramientas de desgaste. En el sector de defensa, sus placas se emplean en chalecos antibalas y blindajes ligeros debido a la combinación de dureza y bajo peso. En la ingeniería de precisión se utiliza en cojinetes, rodamientos y componentes de turbinas por su resistencia al desgaste, su capacidad para soportar cargas mecánicas extremas y su estabilidad dimensional.

En automoción, el SiC es el material clave en los discos de freno “cerámicos” de alto rendimiento, incluidos los usados en coches de lujo y en la Fórmula Uno. Su resistencia a la abrasión, a los impactos y a la corrosión térmica garantiza durabilidad y seguridad a altas velocidades y temperaturas extremas. Además, su naturaleza semiconductora lo hace idóneo para la fabricación de dispositivos electrónicos de alta potencia y alta temperatura, como transistores y diodos para inversores de energía, sistemas de automoción eléctrica y equipos aeroespaciales.

El carburo de silicio es, sin duda, el carburo no metálico más importante y polivalente. Su relación calidad-precio sigue siendo excelente, con aplicaciones que abarcan desde la industria abrasiva tradicional hasta la microelectrónica de vanguardia y los sistemas de defensa avanzada. A pesar de los intentos de utilizarlo como sustituto del diamante en joyería, la circonia cúbica ha desplazado al carborundo debido a su facilidad de fabricación y mayor brillo, aunque el SiC sigue siendo valorado en gemología por su dureza y dispersión de la luz.