Introducción a la conductividad térmica del carburo de silicio

1. Breve repaso al carburo de silicio

Carburo de silicio, de fórmula química SIC, es un material resistente a las altas temperaturas con una elevada conductividad térmica. 

Se fabrica fundiendo materias primas como arena de cuarzo, coque de petróleo (o coque de carbón) y virutas de madera en un horno de resistencia a altas temperaturas.

Carburo de silicio negro de grano 30

2. ¿Qué es la conductividad térmica?

Conductividad térmica, comúnmente denotado por el símbolo k, es una propiedad física que cuantifica la capacidad de un material para conducir el calor. 

La conductividad térmica describe la capacidad de un material para conducir el calor bajo gradientes de temperatura, es decir, cómo se transfiere el calor del material en el espacio. La unidad de conductividad térmica suele ser vatios por metro por Kelvin (W/(m - K)).

3. Introducción a los materiales con mayor conductividad térmica

En la naturaleza hay muchos materiales con una conductividad térmica muy elevada. Echemos un vistazo a estos materiales.

Rango

Material

Conductividad térmica (W/m-K)

1

Diamante

2000 – 2200

2

Plata

429

3

Cobre

398

4

Oro

315

5

Nitruro de aluminio

310

6

Carburo de silicio

270

7

Aluminio

247

8

Tungsteno

173

9

Grafito

168

10

Zinc

116

4. Introducción a la conductividad térmica del carburo de silicio

La conductividad térmica del carburo de silicio suele rondar los 270 W/(m-K). Esto hace que tenga una excelente conductividad térmica en entornos de alta temperatura, lo que lo hace adecuado para muchas aplicaciones de alto rendimiento.

El carburo de silicio tiene múltiples formas polimórficas, como el SiC 4H y el SiC 6H, y las diferencias estructurales de las distintas formas polimórficas pueden provocar cambios en la conductividad térmica.

5. Principales factores que afectan a la conductividad térmica del carburo de silicio

En términos generales, dentro de un intervalo de temperatura específico, cuanto mayor es la temperatura, mayor es la conductividad térmica del carburo de silicio.

Estructura cristalina:

La conductividad térmica varía con las diferentes estructuras cristalinas, como las diferentes formas cristalinas del carburo de silicio, 4H SiC y 6H SiC.

Pureza:

Cuanto mayor es la pureza, mayor es la conductividad térmica, que es también uno de los principales factores que afectan al rendimiento de la conductividad térmica.

Presión:

La presión puede alterar la estructura cristalina de los materiales, afectando así a su conductividad térmica. En condiciones de alta presión, la conductividad térmica del carburo de silicio puede cambiar.

Densidad del material:

La densidad del carburo de silicio influye en su conductividad térmica porque afecta a la distancia entre los átomos.

La microestructura del material:

Los factores microestructurales, como el tamaño y los límites del grano, también pueden influir en la conductividad térmica.

6. Aplicación de la conductividad térmica del carburo de silicio

Aplicación en el campo de la electrónica:

Debido a su elevada conductividad térmica y a sus excelentes propiedades electrónicas, el carburo de silicio se utiliza ampliamente en el campo de la electrónica, especialmente en dispositivos de potencia.

Gestión térmica:

Debido a su excelente conductividad térmica, el carburo de silicio se utiliza a menudo en aplicaciones de gestión térmica como radiadores, almohadillas térmicas, etc.

Industria de semiconductores:

En la industria de los semiconductores, la conductividad térmica del carburo de silicio suele utilizarse para mejorar el rendimiento de los dispositivos semiconductores.

Aplicaciones fotovoltaicas:

En la industria solar fotovoltaica, la conductividad térmica del carburo de silicio ayuda a disipar el calor y mejorar la eficacia de las células solares.

7. Proveedor de carburo de silicio

Con el desarrollo de la tecnología y la demanda del mercado, la conductividad térmica del carburo de silicio tiene amplias perspectivas de mercado. Como proveedor de productos de carburo de silicio con diecinueve años de historia, Yafeite ofrece productos de carburo de silicio con ventajas de alta calidad, bajas impurezas, personalizabilidad y servicios completos, por lo que tiene una fuerte competitividad tanto en el mercado internacional como en el nacional.

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