O SILÍCIO
Tabela das principais propriedades do silício
| Propriedade | Valor típico | Observações |
|---|---|---|
| Massa volúmica | ~2,33 g/cm³ | Muito leve |
| Módulo de elasticidade (E) | ~130–190 GPa | Depende da orientação |
| Resistência à tração | ~150–300 MPa | Frágil (rutura brusca) |
| Dureza (HV) | ~700–1000 HV | Elevada |
| Condutividade térmica | ~120–150 W/m·K | Boa |
| Condutividade elétrica | Semicondutor | Variável |
| Coeficiente de dilatação | ~2,5 ×10⁻⁶ /K | Muito baixo |
| Magnetismo | Não | Amagnético |
| Resistência à corrosão | Excelente | Muito estável |
| Usinabilidade | Não usinável | Apenas microfabricação |
O silício pertence à família dos metaloides. É um material semicondutor proveniente da indústria microeletrônica, introduzido na relojoaria no início dos anos 2000. É hoje amplamente utilizado no fabrico de componentes críticos, em particular noórgão regulador (espirais) e no escapamento.
A sua modelação assenta em processos de microfabricação, nomeadamente a gravação DRIE (Deep Reactive Ion Etching), que permitem obter geometrias extremamente precisas e reprodutíveis. O silício distingue-se sobretudo pelas suas propriedades físicas excecionais, particularmente adaptadas às exigências da relojoaria moderna.
Estrutura & Comportamento
O silício utilizado na relojoaria é monocristalino, o que lhe confere:
- Uma grande homogeneidade
- Uma ausência de defeitos internos
- Propriedades mecânicas direcionais (anisotropia)
Ao contrário dos metais, o silício é:
- quebradiço (frágil)
- não dúctil
- insensível à deformação plástica
Não pode, portanto, ser deformado nem retrabalhado após o fabrico.
Aplicações relojoeiras
O silício é utilizado principalmente para:
As suas propriedades permitem:
- uma redução do atrito
- uma maior estabilidade de frequência
- uma eliminação da lubrificação
- uma insensibilidade aos campos magnéticos
Tratamentos de superfície
O silício pode ser modificado à superfície para melhorar certas propriedades:
- Oxidação térmica → formação de uma camada de SiO₂
- Revestimentos (ex: Deposição em fase vapor, nitretos)
- Passivação → melhoria da estabilidade
Estes tratamentos permitem nomeadamente:
- reduzir o atrito
- melhorar a resistência
- estabilizar o desempenho
Vantagens & Limites
Vantagens
- Amagnético
- Muito leve
- Muito estável termicamente
- Alta precisão de fabricação
- Ausência de lubrificação
- Resistência ao desgaste
- Permite perfis de componentes inéditos e complexos
- Permite uma grande precisão e uma repetibilidade ilimitada
- Custos de produção reduzidos
Limites
- Fragilidade (quebradiço)
- Ausência de deformação possível
- Impossibilidade de retoque ou regulação tradicional (regulação, acabamento)
- Dependência de processos industriais avançados e onerosos
- Impossibilidade de reparação
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