Productos de carbón vidrioso (vítreo) marca SPI Supplies^®

Usos del carbón vidrioso:

• Microscopía y microanálisis
• Metalúrgico
• Investigación de laboratorio
• Evaporación al vacío
• Semiconductores y electrónica
• Nuclear
• Aeroespacial

¿Qué es el carbón vidrioso (algunas veces llamado "vítreo")?

El carbón viene en muchas formas y no hay otro elemento que pueda adoptar tantas apariencias distintas, propiedades y morfologías. Todos estamos familiarizados con muchos polímeros sintéticos, por ejemplo el "Nylon", que puede encontrarse en los estambres de un suéter, en la cuerda de una llanta, en una parte moldeada o en una película extruída. Estamos familiarizados con el carbón como diamante y como grafito, de nuevo, dos formas con propiedades radicalmente distintas.

El carbón puede también prepararse en estado vidrioso, algunas veces llamado como el estado vítreo. Los productos de carbón vidrioso que ofrece SPI Supplies, son completamente amorfos sin cristalinidad alguna. La difracción por rayos-X muestra sólo un "halo amorfo". Cuando el carbón vidrioso se fractura, exhibe la cara de fractura característica de un material vidrioso. El carbón vidrioso tiene una gama de propiedades y usos que lo hacen un nuevo y atrayente material para usos en investigación y producción.

Desde nuestra perspectiva, el carbón vidrioso ofrecido por SPI Supplies, presenta propiedades que son tan dramáticamente diferentes como las propiedades del grafito y el diamante. En verdad el carbón vidrioso ofrecido por SPI Supplies es un tipo único de material con propiedades muy inusuales.

Cómo es que el carbón vítreo marca SPI Supplies^® difiere del grafito:

Desde el punto de vista analítico, el grafito revela fuertes picos mediante difracción de rayos-X, indicando un alto grado de "orden" y una cristalinidad de alto nivel, según se determina mediante esta técnica. El carbón vidrioso de marca SPI Supplies no muestra picos de difracción y exhibe solo un halo amorfo.

La mayoría de los grafitos (excluyendo los grafitos HOPG y pirolítico) muestran una considerable porosidad. El carbón vidrioso marca SPI Supplies es bastante denso; ciertamente mucho más que el grafito. Esto podría parecer una contradicción, pero cuando se observa la densidad del carbón vidrioso en comparación con la densidad teórica del cristal de grafito, su densidad es menor, específicamente ~ 1.5 contra 2.25. Debido a que el grafito tiene una porosidad considerable, la densidad de ~ 1.5 es mayor que la del grafito típico (excluyendo el HOPG y el grafito pirolítico). Como consecuencia de esta alta densidad y la falta de porosidad que infesta el grafito ordinario, el carbón de SPI Supplies puede pulirse a acabado espejo. Se ve como un "vidrio negro".

Otra propiedad importante del carbón vidrioso de de la marca SPI Supplies, es que posee una buena conductividad térmica, la cual le imparte una alto grado de resistencia al choque térmico (haciendo posible su uso para crisoles).

Resistencia química:

Teóricamente, el carbón vidrioso se debería comportar como cualquier otra forma de carbón, por ejemplo grafito, pero es por mucho menos reactivo a causa de la mayor densidad relativa comparada con la del grafito, que es normalmente más poroso. Su resistencia es más parecida a la del HOPG y a la del grafito pirolítico de alta densidad. La razón principal de la sorprendente resistencia química, es una consecuencia de la estructura desordenada y la incapacidad para formar compuestos de intercalación. Esto da origen a una alta resistencia a la corrosión por ácido, agentes y pastas alcalinos. En razón de su alta pureza, el carbón vidrioso es apropiado para usos en análisis químico, análisis de semiconductores y análisis de ultratrazas.

Propiedades térmicas:

Dependiendo del grado, el material puede llevarse tan alto como 2500°C sin una desvitrificación importante. Arriba de esta temperatura ocurre alguna desvitrificación y existirá nucleación y crecimiento de la fase grafito. Recuerde, a mayor densidad, mayor será la temperatura a la cual ocurran estas transiciones.

Advierta: que los productos SPI de carbón vidrioso pueden ser calentados en aire, dependiendo del grado seleccionado, hasta 600°C sin sufrir reacción alguna, pero por encima de esta temperatura cualquier calentamiento deberá ser hecho ya sea estrictamente al vacío, o en un ambiente inerte, como argón. Si no se usa el vacío para temperaturas más elevadas, habrá una reacción y formación de CO y CO₂. Una reacción similar ocurre arriba de los 600°C con agua o vapor de agua, ocasionando la evolución de CO y H₂.

Estado de superficie:

Nuestro producto estándar muestra una superficie "tal como se produce" y hasta ese momento, no ha sido sujeta a pulido de tipo metalográfico alguno. Podemos, bajo solicitud expresa, ofrecer superficies altamente pulimentadas a un costo adicional. El acabado final puede también ser hecho por el cliente, con base en su uso particular, con mucho mayor efectividad relativa al costo.

Hechura especial bajo pedido:

SPI Supplies puede producir algunas formas bajo pedido para sus clientes. Tenga en cuenta que el carbón vidrioso es de "crecimiento en sustrato", lo cual quiere decir que crece desde una superficie, de tal forma que existen límites respecto a qué tan gruesa puede ser fabricada una pieza y al mismo tiempo, retener la alta calidad del producto. Que el grosor máximo al presente es de ~ 2.8 mm. Conforme se nos pide que lleguemos más y más cerca de ese límite superior, el costo se incrementa dramáticamente debido a una caída en el rendimiento. Los mejores rendimientos son posibles a 2 mm o menos. Sólo recuerde que la producción del carbón vidrioso es un proceso extremadamente prolongado y caro que se lleva a cabo durante un período de 3-4 meses. Dirección de correo-e para pedidos especiales a spi3spi@2spi.com

Grados disponibles:

SPI Supplies ofrece su carbón vidrioso en cuatro grados, cada uno con su propio conjunto de propiedades, y que están basados en la temperatura final del tratamiento térmico del carbón vidrioso:

SPI-Glas 10 y SPI-Glas 11 son muy similares, pero hacemos la distinción porque son fabricados mediante procesos un tanto diferentes. Encontramos que SPI-Glas 22 y SPI-Glas 25 son similares, pero de nueva cuenta, existen diferencias significativas cuando se comparan las propiedades de los dos. La diferencia fundamental en las propiedades, radica en la reactividad frente a los agentes oxidantes, tales como el ácido nítrico, perclórico y oxígeno. Por ejemplo, la velocidad de oxidación del SPI-Glas™ 22 versus la del SPI-Glas™ 11, es que aquélla es 22 veces más baja y ésta, es una diferencia significativa.

¹ ensayo de flexión de 4 puntos; geometría del espécimen; varilla circular, diámetro de 3 mm, longitud 60 mm
² Geometría del espécimen: varilla circular, diámetro de 7 mm, longitud de 10 mm