Rolo de disco cerâmico de carburo de silício para fornos de alta temperatura

As cerâmicas de sílica (cerâmicas SiO₂) são materiais cerâmicos de alto desempenho compostos principalmente por dióxido de silício. Elas exibem excelente resistência a altas temperaturas, baixa expansão térmica, propriedades dielétricas superiores e estabilidade química, tornando-as amplamente utilizadas em eletrônica, aeroespacial, engenharia química e outras indústrias avançadas.

• Resistência a Altas Temperaturas: As cerâmicas de sílica têm um ponto de fusão de até 1713°C (forma cristalina) e podem operar de forma estável abaixo de 1600°C, tornando-as ideais para aplicações em altas temperaturas.
• Baixa Expansão Térmica (~0.5×10⁻⁶/°C), garantindo excelente resistência ao choque térmico para ambientes com rápidas flutuações de temperatura.
• Excelente Desempenho Dielétrico, com baixa perda dielétrica em altas frequências, tornando-as adequadas para janelas de micro-ondas e substratos eletrônicos.
• Inércia Química, resistente a ácidos (exceto ácido fluorídrico) e álcalis, ideal para revestimentos de reatores químicos.
• Alta Dureza (dureza Mohs 7), embora inerentemente frágeis, muitas vezes exigem reforço ou modificações de endurecimento para melhorar a resistência mecânica.

A produção de cerâmicas de sílica envolve principalmente o processamento de pó e a sinterização em alta temperatura:

• Matérias-primas: Pó de quartzo de alta pureza (sílica fundida) ou pó nano-SiO₂ quimicamente sintetizado.
• Técnicas de Formação: Prensagem a seco, vazamento por deslizamento, vazamento em gel ou impressão 3D podem ser usados para moldagem.
• Métodos de Sinterização:
  • Sinterização sem pressão: Econômica, mas normalmente requer auxiliares de sinterização (por exemplo, Al₂O₃, MgO) para melhorar a densificação.
  • Prensagem a quente: Combina alta temperatura e pressão para obter cerâmicas altamente densas com propriedades mecânicas superiores.
  • Sinterização por reação: O pó de silício é moldado e, em seguida, oxidado, adequado para componentes de formato complexo.

• Eletrônica: Substratos de circuito de alta frequência, componentes isolantes.
• Aeroespacial: Materiais de radome, estruturas transparentes a ondas de alta temperatura.
• Equipamentos Químicos: Revestimentos de reatores resistentes à corrosão, componentes de tubulação.
• Dispositivos Ópticos: Janelas transparentes a UV, componentes de laser.

Graças à sua combinação única de propriedades, as cerâmicas de sílica desempenham um papel crucial em aplicações industriais avançadas. Espera-se que os avanços futuros nas técnicas de fabricação (por exemplo, reforço nanocomposto, modificações de endurecimento) expandam ainda mais seus usos potenciais.