Estudio de factibilidad de sintetizar carburo de silicio biomórfico mediante efecto Joule

Abstract

El estudio del carburo de silicio biomórfico en los últimos años, se ha centrado en los tipos de impregnación utilizados y la metodología aplicada para mejorar la eficiencia de ésta. El calentamiento es similar entre los distintos casos y se desarrolla en hornos de alta temperatura. El presente trabajo de título aborda esta situación y resuelve, mediante una acción de innovación, incursionar en el área y utilizar un efecto termoeléctrico empleado comúnmente en la industria para generar temperatura, en la investigación y desarrollo del carburo de silicio biomórfico. El objetivo general del presente trabajo de título es estudiar la factibilidad de obtener carburo de silicio biomórfico a partir de muestras de madera pirolizadas y sin pirolizar, impregnadas preferentemente con sílice, utilizando calentamiento por efecto Joule. Se prepararon probetas de madera pirolizada y sin pirolizar, que posteriormente fueron impregnadas, de preferencia, con sílice. También se probó el caso de impregnación con silicato de sodio. Después de ensayar distintas metodologías de impregnación, se decidió someter las muestras a vacío y luego sumergirlas en la solución a presión. Terminado este procedimiento se calentaron con efecto Joule durante tres horas aproximadamente donde se midieron temperaturas del orden de 1350°C. Las muestras tratadas presentaron carburo de silicio visible en los extremos positivos, de acuerdo a como se instalaron. Esto se atribuye a otros fenómenos termoeléctricos que se presentaron en las muestras, como lo son el efecto Thomson y el efecto Peltier. Pese a que ninguna de las muestras sometidas al proceso de impregnación y calentamiento por efecto Joule se convirtió 100% en carburo de silicio, los resultados del análisis de difracción de rayos X indican presencia de carburo de silicio en todas las muestras a las que se le realizó el calentamiento. Este análisis también reveló la existencia de carbono amorfo, lo cual era esperable. Se concluye que es factible obtener carburo de silicio biomórfico a partir de probetas de madera pirolizadas y sin pirolizar, impregnadas son sílice y calentadas por efecto Joule. Los resultados de la impregnación con silicato de sodio se consideran promisorios. Se recomienda mejorar la instalación para el calentamiento.