O carboneto de silício preto é adicionado principalmente às placas de nanoisolamento como um opacificante infravermelho. Resolve o problema da penetração da radiação infravermelha na matriz à base de sílica a altas temperaturas, além de melhorar a resistência a altas temperaturas e as propriedades mecânicas das placas.
- Função principal: Bloquear a radiação infravermelha de alta temperatura. A matriz de sílica nanoporosa é semitransparente à radiação térmica infravermelha média. Com o aumento da temperatura, a transferência de calor por radiação passa a representar uma maior proporção, o que provoca um aumento acentuado da condutividade térmica a altas temperaturas da placa. Através da absorção e do espalhamento de Mie, o pó fino de carboneto de silício preto interceta a radiação infravermelha de alta temperatura na gama de 2,5 a 7 μm, reduzindo significativamente o fluxo de calor radiativo e estabilizando a condutividade térmica a altas temperaturas. Isto permite que as placas de nanoisolamento mantenham um excelente desempenho de isolamento térmico entre os 800 e os 1000 °C.
Explicação simples: os nanoporos bloqueiam a condução e a convecção a baixas temperaturas; o carboneto de silício preto bloqueia os raios infravermelhos a altas temperaturas.
- Melhora a resistência a altas temperaturas e a estabilidade térmica. O carboneto de silício negro apresenta um ponto de fusão extremamente elevado (aproximadamente 2730 °C) e uma boa inércia química. Uma película densa de SiO₂ forma-se na sua superfície sob condições de elevada temperatura, retardando ainda mais a oxidação. Isto inibe a contração e o amolecimento das placas a altas temperaturas, preserva a integridade da estrutura nanoporosa e aumenta a temperatura máxima de serviço a longo prazo.
- Reforçar as propriedades mecânicas e a resistência ao choque térmico.
- Partículas pretas de SiC com baixo coeficiente de expansão térmica dispersam-se na matriz.
- Suprimem a propagação de fissuras e aumentam a resistência à flexão e à compressão.
- Otimização da resistência ao fogo e do desempenho retardante de chama. Atinge a não combustibilidade de Classe A1 e não liberta gases de combustão tóxicos em condições de temperatura elevada.
- O carboneto de silício preto apresenta uma condutividade térmica relativamente elevada no estado sólido.
Os fabricantes devem controlar com precisão a sua dosagem.
Uma dosagem insuficiente resulta num baixo desempenho de opacificação por infravermelhos.
Uma dosagem excessiva aumenta a condução de calor no estado sólido e a densidade aparente da placa.
A indústria utiliza amplamente pó de carboneto de silício preto superfino com D50 = 1~4 μm.
