El carburo de silicio, también llamado carborundo, (SiC) es un carburo covalente de estequiomería 1:1 y que tiene una estructura de diamante, a pesar del diferente tamaño del C y Si, que podría impedir la misma. Es casi tan duro como el diamante.
El carburo de silicio se obtiene de arenas o cuarzo de alta pureza y coke de petróleo fusionados en horno eléctrico a más de 2000 ºC con la siguiente composición:
SiO2 + 3 C → SiC + 2 CO
Es un compuesto que se puede denominar aleación sólida, y que se basa en que sobre la estructura anfitrión (C en forma de diamante) se cambian átomos de éste por átomos de Si, siempre y cuando el hueco que se deje sea similar al tamaño del átomo que lo va a ocupar.
El Carburo de Silicio se trata de un material semiconductor (~ 2,4V) y refractario que presenta muchas ventajas para ser utilizado en dispositivos que impliquen trabajar en condiciones extremas de temperatura, voltaje y frecuencia.
Gracias a la elevada velocidad de saturación de portadores de carga (2,0x107 cm−1) es posible emplear SiC para dispositivos que trabajen a altas frecuencias, ya sean Radiofrecuencias o Microondas. Por último una dureza de ~9 en la escala de Mohs le proporciona resistencia mecánica que junto a sus propiedades eléctricas hacen que dispositivos basados en SiC ofrezcan numerosos beneficios frente a otros semiconductores.
Proceso por el cual se consiguió el nuevo Sic Biomórfico
El método seguido por los estudiantes para obtener este material a partir de la madera fue similar a lo que sucede cuando la lava de un volcán envuelve un árbol y lo petrifica.
Cuando la lava atrapa al árbol y lo quema sin contacto con oxígeno, la madera pierde el hidrógeno, el oxígeno y queda el carbón. Como a su vez la lava es rica en silicio, lo impregna, y al estar a alta temperatura se forma la síntesis del carburo de silicio. Entonces, la madera se transforma en una cerámica.
Como la madera posee una compleja estructura celular, con una serie de poros tubulares alargados, interconectados y alineados al eje del tronco. Esta configuración ofrece la posibilidad de utilizar varias técnicas de infiltración para transformar su estructura bio-orgánica en un material inorgánico con propiedades físicas y mecánicas adaptadas”.
Este proceso “artificial” de petrificación de la madera consistió en transformar la madera en carbón, para luego rellenar su porosidad con silicio y, finalmente, calentarlo a 1600°C en un horno.
