Devido ao aumento da poluição ambiental, também houve um aumento semelhante na demanda por sensores de gás.
Embora existam muitos materiais para fazer um, o carboneto de silício é o material para sensores de gás mais promissor e durável.
Por que isso acontece e quais são os seus benefícios?
Vamos descobrir.
O que é carboneto de silício
Materiais cerâmicos avançados vêm em todos os formatos e formas, cada um com suas características únicas.
Entretanto, muito poucos deles têm alta estabilidade química, resistência mecânica, resistência ao calor ou alta sensibilidade a moléculas de gás.
É aqui que o carboneto de silício entra, e não é só isso, é isso que o faz se destacar.
O carboneto de silício tem todas essas qualidades e muitas outras propriedades importantes necessárias para sensores de gás de alto desempenho.
Embora o carboneto de silício seja um material avançado cerâmica material, possui qualidades mais duráveis, tornando-o adequado para uso industrial.
O que são sensores de gás?
Basicamente, os sensores de gás são usados para identificar diferentes tipos de gás.
Eles são usados para detectar e identificar emissões de gases que não necessariamente conseguimos ver com os olhos.
Entretanto, seu uso prático é detectar gases tóxicos e também medir a concentração de gases.
Eles são frequentemente usados na indústria para detectar vazamentos de gás e também para uso não industrial, especialmente com o aumento da poluição ambiental.
Ótimos sensores de gás são feitos de materiais quimicamente duráveis e que são bons semicondutores.
E essas são todas as qualidades do carboneto de silício.
Propriedades do carboneto de silício
Embora o carboneto de silício também seja um material cerâmico avançado, ele possui qualidades únicas que o tornam diferente dos demais.
Desde sua alta resistência mecânica, atividades semicondutoras, excelente estabilidade química e diversas outras qualidades.
O uso de carboneto de silício e sua aplicação similar em sensores de gás se devem principalmente a essas qualidades excepcionais.
Vamos dar uma olhada:
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Resistência ao desgaste
Os carbonetos de silício são resistentes e altamente resistentes ao desgaste, podendo resistir facilmente a arranhões ou quaisquer outros danos superficiais.
Mesmo quando expostos a fluxos contínuos de gás, eles ainda mantêm essa qualidade única.
A aplicação de carboneto de silício em sensores de gás leva a um desempenho de longo prazo, mesmo com contaminações e fluxo de ar constante.
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Força
Você já deve ter ouvido que o diamante é duro, mas você sabe o que é tão duro quanto o diamante? O carboneto de silício.
O carboneto de silício está entre os materiais cerâmicos avançados mais duros que existem.
O carboneto de silício mede cerca de 9,2 na Escala de Mohs, e isso é um pouco abaixo do diamante.
Isso lhe dá a capacidade de lidar facilmente com tensões físicas e ambientes adversos.
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Estabilidade Química
Ao contrário de outros materiais cerâmicos avançados, o carboneto de silício tem um nível impressionante de estabilidade química.
Ele não reage nem falha sob condições químicas adversas como alguns outros materiais cerâmicos avançados.
É muito resistente a ácidos e outros gases corrosivos.
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Excelente condutividade térmica
Outra qualidade do carboneto de silício é a capacidade de dissipar calor rapidamente.
Isso pode ajudar a evitar casos de superaquecimento.
E o que isso significa para sensores de gás?
A aplicação de carboneto de silício em sensores de gás significa que os sensores podem permanecer mais frios e estáveis, mesmo em ambientes flutuantes.
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Lacuna larga
O carboneto de silício tem uma banda proibida perfeita que lhe permite detectar facilmente alterações nas propriedades elétricas.
Isso também o torna uma qualidade excelente para uso com sensor de gás.
A aplicação de carboneto de silício em sensores de gás, especialmente com essa característica, torna o sensor capaz de detectar gases com facilidade. concentração.
Do que são feitos os sensores de gás?
Explicamos anteriormente que os sensores de gás são usados para detectar diferentes tipos de gás e também para detectar emissões de gás.
Agora vamos discutir seus componentes.
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Materiais de detecção
Um dos componentes mais importantes dos sensores de gás é chamado de material sensor.
É isso que ajuda os sensores de gás a detectar e quantificar gases alvos.
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Substrato
Novamente, temos o substrato, que dá suporte aos materiais de detecção discutidos anteriormente e garante que eles funcionem adequadamente.
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Elemento de aquecimento
Agora esta é a última e uma das propriedades mais importantes.
O que isso faz é aquecer os materiais sensores.
Para sensores de gás, é necessário um aquecedor para aquecer o material de detecção.
Esses três componentes fazem com que os sensores de gás detectem e identifiquem efetivamente diferentes tipos de gás.
O carboneto de silício é um material cerâmico avançado?
Sim, o carboneto de silício é um material cerâmico avançado.
Ele tem diversas propriedades peculiares aos materiais cerâmicos avançados, e muitas outras que não o são.
É isso que o faz se destacar.
Essas características peculiares de materiais avançados incluem, mas não se limitam a, alta resistência mecânica, alta condutividade térmica e muitas outras.
Como são feitos os sensores de gás?
O processo de fabricação de sensores de gás envolve muitos processos, vamos dar uma olhada rápida neles:
A primeira coisa a fazer é selecionar o substrato apropriado que tenha um bom desempenho em temperaturas severas
O carboneto de silício entra em cena aqui, pois é frequentemente escolhido por sua alta durabilidade.
O próximo passo é depositar materiais de detecção no substrato de carboneto de silício selecionado.
Após isso, os metais são depositados nos materiais sensores, com o objetivo de criar eletrodos.
Por fim, um aquecedor é adicionado em alguns sensores de gás para melhor promover a temperatura dos materiais de detecção internos.
O processo de fabricação de carboneto de silício
Existem muitos métodos e processos para produzir carboneto de silício.
Temos o Processo Acheson, o Processo Lely e também a infiltração de Vapor Químico.
Vamos analisá-los um por um:
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Método Lely
Ao utilizar esse método, o carboneto de silício é colocado dentro de um recipiente de grafite.
Em seguida, ele é ajustado para aquecer a 2.500°C em uma atmosfera de gás inerte.
Com o aquecimento, o carboneto de silício se dissipa e é despejado em uma superfície mais fria, onde forma um cristal de alta qualidade.
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Método Acheson
Aqui, materiais semelhantes a sílica e carbono, como coque, são misturados e depois aquecidos em temperaturas muito altas.
Esse processo de aquecimento causa uma reação química que produz carboneto de silício.
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Método de infiltração de vapor químico
Usando esse método, um gás que tem propriedades de silício é levado para um espaço com materiais como fibras de carbono.
Quando a temperatura aumenta, o gás deposita carboneto de silício nas fibras.
Cada um desses métodos é escolhido e usado com base no uso pretendido do carboneto de silício.
Diferenças entre carboneto de silício e outros materiais cerâmicos avançados
O carboneto de silício é único em comparação com outros materiais cerâmicos avançados, devido a dois motivos:
1. Porque possui propriedades típicas de materiais cerâmicos avançados.
2. Porque também possui características únicas que o tornam mais adequado para sensores de gás.
Além disso, o carboneto de silício tem alta condutividade térmica, o que facilita a detecção de gás pelos sensores de gás.
A estabilidade química do carboneto de silício também faz com que os sensores de gás evitem leituras falsas e erradas
Essa durabilidade e estabilidade química fazem com que o carboneto de silício supere outros materiais cerâmicos avançados.
Isso o torna um material muito adequado para sensores de gás.
A aplicação do carboneto de silício
Devido à durabilidade e muitas outras qualidades do carboneto de silício, os sensores de gás feitos dele são usados em vários campos.
Vamos dar uma olhada.
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Aeroespacial
Aqui, o carboneto de silício ajuda a detectar e alertar quando há um caso de vazamento de combustível.
Com suas características de materiais sensores, ele pode medir emissões em aeronaves e, assim, ajudar a reduzir a poluição social.
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A indústria automotiva
O carboneto de silício atua como um relógio para limitar e controlar o excesso exaustão de gás de automóveis.
Isso também ajuda a contribuir para o combate à poluição ambiental.
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E também, em processos industriais
Nas indústrias de manufatura e outras grandes usinas de energia, carbonetos de silício são usados para detectar vazamentos de gás.
Isso ajuda a prevenir perigos.
Qual é a importância do carboneto de silício em sensores de gás?
Carboneto de silício é um material muito importante em sensores de vidro.
Com seus componentes exclusivos, ele se destaca como um dos materiais mais apropriados para diversas aplicações de sensores de gás.
Por que?
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Excelente resistência à temperatura
Ao contrário de outros materiais cerâmicos avançados, o carboneto de silício pode ter um desempenho excelente mesmo sob condições temperaturas extremas.
Para aplicações de sensores de gás em locais como motores de automóveis, essa característica de estabilidade química do carboneto de silício pode aumentar sua eficácia.
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Força
Graças à resistência e durabilidade do carboneto de silício, os sensores de gás feitos com ele duram mais do que aqueles que não são.
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Estabilidade Química
O carboneto de silício não falha sob condições químicas adversas como alguns outros materiais cerâmicos avançados.
Isso faz com que os sensores de gás tenham um bom desempenho, mesmo sob condições químicas adversas.
Para concluir
O carboneto de silício não é qualquer material cerâmico avançado.
Possui todos os componentes típicos de um material cerâmico avançado e muito mais.
Sua singularidade o torna um material excelente para sensores de gás.
Com isso, sua relevância em sensores de gás e outros usos industriais não diminuirá.