Las cerámicas de silicio (cerámicas SiO2) son materiales cerámicos de alto rendimiento compuestos principalmente de dióxido de silicio.Propiedades dieléctricas superiores, y estabilidad química, haciéndolos ampliamente utilizados en electrónica, aeroespacial, ingeniería química y otras industrias avanzadas.

• Resistencia a altas temperaturas:Las cerámicas de silicio tienen un punto de fusión de hasta 1713 °C (forma cristalina) y pueden funcionar de manera estable por debajo de 1600 °C, lo que las hace ideales para aplicaciones a altas temperaturas.
• Baja expansión térmica(~ 0,5×10−6/°C), lo que garantiza una excelente resistencia al choque térmico para entornos con fluctuaciones rápidas de temperatura.
• Excelente rendimiento dieléctrico,con baja pérdida dieléctrica a altas frecuencias, por lo que son adecuados para ventanas de microondas y sustratos electrónicos.
• Inertitud química,Resistente a los ácidos (excepto el ácido fluorhídrico) y a los álcalis, ideal para revestimientos de reactores químicos.
• Alta dureza(dureza de Mohs 7), aunque inherentemente frágil, a menudo requiere refuerzo o modificaciones de endurecimiento para mejorar la resistencia mecánica.

La producción de cerámica de sílice consiste principalmente en el procesamiento de polvo y la sinterización a alta temperatura:

• Las materias primasPolvo de cuarzo de alta pureza (sílice fundido) o polvo de nano-SiO2 sintetizado químicamente.
• Técnicas de formación:Se puede usar prensado en seco, fundición por deslizamiento, fundición en gel o impresión 3D para dar forma.
• Métodos de sinterización:
  • Sinterización sin presión:Es rentable, pero generalmente requiere ayudas para sinterizar (por ejemplo, Al2O3, MgO) para mejorar la densificación.
  • Presión en caliente:Combina alta temperatura y presión para lograr cerámicas de alta densidad con propiedades mecánicas superiores.
  • Sinterización por reacción:El polvo de silicio se forma y luego se oxida, adecuado para componentes de forma compleja.

• Electrónica:Substratos de circuitos de alta frecuencia, componentes aislantes.
• Aeroespacial:Materiales radómicos, estructuras transparentes a altas temperaturas.
• Equipo químico:Revestimiento del reactor resistente a la corrosión, componentes de tuberías.
• Dispositivos ópticosVentanas UV transparentes, componentes láser.

Gracias a su combinación única de propiedades, las cerámicas de sílice desempeñan un papel crucial en aplicaciones industriales avanzadas.Refuerzo de nanocompuestosSe prevé que las nuevas tecnologías (como las tecnologías de la información y la comunicación, las modificaciones de endurecimiento) expandan aún más sus usos potenciales.