Carbure de silicium lié par réaction

Le carbure de silicium lié par réaction est un matériau céramique ultra-résilient qui offre une résistance exceptionnelle aux chocs et à l'usure, aux chocs thermiques et aux attaques chimiques.

Les formulations de particules poreuses de carbure de silicium et de carbone, lorsqu'elles sont infiltrées de silicium liquide ou gazeux, deviennent auto-liantes en raison de la réaction chimique entre le silicium et le carbone. Le silicium réagit avec le carbone pour former d'autres particules de carbure de silicium qui lient davantage les particules d'origine entre elles.

Haute résistance

Le carbure de silicium lié par réaction (RBSiC) est un matériau céramique extrêmement durable, offrant une résistance chimique, une résistance aux chocs, une résistance à l'usure et une tolérance aux chocs thermiques supérieures. Produit par infiltration de silicium fondu dans des préformes poreuses en carbone ou en graphite où il réagit avec le carbone pour former du SiC, sa résistance supérieure et sa grande ductilité font du RBSiC un matériau idéal pour les processus de formage proche du filet tels que le pressage, le moulage par injection et l'extrusion, ce qui permet de former des pièces de grande taille avec des tolérances serrées.

La dureté plus faible du SiC RB par rapport au carbure de silicium fritté le rend plus facile à façonner, ce qui rend les pièces techniques complexes fabriquées à partir de ce matériau plus faciles que jamais à former et à concevoir pour protéger l'équipement contre l'abrasion et les chocs, augmentant ainsi la durabilité et la sécurité. En outre, sa résistance aux chocs thermiques et sa capacité à se remettre rapidement des changements rapides de température en font un excellent choix de matériau pour les centrales électriques, les aciéries, les exploitations minières ou tout autre endroit où l'équipement doit fonctionner à des températures extrêmes.

Le RBSiC se distingue non seulement par sa résistance supérieure, mais aussi par sa stabilité dimensionnelle exceptionnelle et sa remarquable résistance à la corrosion. En outre, le RBSiC présente un coefficient de dilatation thermique extrêmement faible et conserve ses propriétés mécaniques même à des températures élevées, ce qui le rend adapté aux fours des tunnels, aux pompes de fracturation hydraulique et à d'autres utilisations industrielles. En outre, ce matériau léger peut facilement être transformé en composants plus grands pour des applications telles que les garnitures mécaniques et les étranglements de contrôle de flux dans les opérations minières.

Stabilité à haute température

Les céramiques de carbure de silicium liées par réaction peuvent résister à des températures allant jusqu'à 1350 degrés Celsius sans subir de modifications dimensionnelles significatives et possèdent d'excellentes propriétés de résistance chimique, ce qui les rend parfaites pour les applications de l'industrie minière telles que les cyclones, les étranglements de contrôle de flux et les grandes pièces d'usure.

L'infiltration réactive par fusion (RMI) de préformes de carbone consiste à les infiltrer avec du silicium liquide par infiltration réactive par fusion (RMI). Dans le cadre du processus RMI, le silicium liquide s'infiltre dans les pores par force capillaire et réagit avec le carbone amorphe pour former du b-SiC. Les particules de carbone non réagies restantes et le carbone non réagi sont raffinés par le biais du carbone multiphase, ce qui permet d'affiner davantage la porosité et de réduire la formation d'îlots au sein du RB-SiC dans le cadre d'une formation nette avec d'excellentes tolérances dimensionnelles.

Le carbure de silicium lié par réaction surpasse le carbure de silicium fritté en raison de sa conductivité thermique plus élevée et de son coefficient de dilatation plus faible à haute température, ce qui le rend plus adapté aux applications dans lesquelles les vibrations, les impacts, l'abrasion ou les chocs thermiques sont fréquents. Le carbure de silicium lié par réaction est donc un matériau idéal pour les environnements tels que les ateliers d'usinage industriels.

Le carbure de silicium lié par réaction offre une résistance supérieure à la corrosion à haute température ainsi qu'à l'oxydation passive et active, ce qui le rend adapté à la fabrication de composants à grande échelle grâce à sa stabilité dimensionnelle, sa haute résistance, sa résistance chimique et sa résistance à l'abrasion. Il peut être facilement façonné en différentes formes et tailles. Il est particulièrement adapté à la fabrication de composants complexes et de grande taille en raison de sa capacité de mise en forme.

Résistance aux chocs thermiques

Le carbure de silicium lié par réaction (RB SiC) offre une excellente résistance aux chocs thermiques, ce qui le rend adapté aux applications où les températures extrêmes sont courantes. Cela est dû à son faible coefficient de dilatation thermique, ce qui signifie qu'il ne se dilate pas ou ne se contracte pas de manière significative lorsqu'il est exposé à des changements rapides de température. En outre, il présente l'une des valeurs de dureté les plus élevées parmi les matériaux d'ingénierie, ce qui rend le SiC RB incroyablement résistant et résilient.

Le SiC RB résiste bien aux chocs, ce qui en fait un excellent choix de matériau pour les garnitures mécaniques, les revêtements de tuyaux, les composants mécaniques, les étranglements de contrôle du débit et les composants d'usure plus importants dans les industries minières et les machines lourdes. Produit par injection de silicium fondu dans des préformes poreuses en carbone ou en graphite et réagissant avec le carbone pour former du carbure de silicium, les formes et les tailles peuvent être adaptées en fonction des exigences spécifiques de l'application.

She et al ont effectué des tests sur le carbure de silicium RB pour évaluer sa résistance aux chocs thermiques, en évaluant sa résistance à la flexion en quatre points après exposition à des augmentations de température allant de la température ambiante à 1 000 degrés Celsius. Leurs conclusions ont démontré que la contrainte thermique provoquait des défaillances dans les céramiques liées par des fibres, les fissures se propageant entre les éléments fibreux et à travers leurs interfaces ; les sources de carbone utilisées pendant le frittage par réaction, telles que le noir de carbone ou le carbone graphité micro-sphérique grossier, déterminaient le comportement du matériau.

Résistance chimique

Le carbure de silicium lié par réaction (RB SiC) est un matériau céramique de haute densité qui présente d'excellentes propriétés de résistance aux produits chimiques et aux dommages dus à la corrosion, notamment aux acides, aux alcalis et aux solvants, ainsi que de résistance aux dommages dus à la corrosion. En raison de son faible coefficient de dilatation, il peut être adapté à de nombreuses formes et tailles, y compris les garnitures mécaniques, les étranglements de contrôle du débit, les pompes et les grandes pièces d'usure que l'on trouve couramment dans les applications de cyclone minier.

Le carbure de silicium produit par infiltration de préformes poreuses de carbone ou de graphite avec du silicium liquide ou gazeux est plus résistant et présente une meilleure stabilité thermique que les variétés frittées. Par conséquent, cette forme est idéale pour les applications nécessitant des niveaux de dureté plus faibles mais une plus grande stabilité thermique.

Les dommages causés par la corrosion à la céramique SiC RB sont minimes, avec une excellente résistance à l'oxydation, à l'acide chlorhydrique, à l'acide sulfurique, à l'acide bromhydrique et aux alcalis forts. En outre, sa faible perméabilité lui confère une résistance chimique exceptionnelle.

Le carbure de silicium fritté tend à être plus coûteux que le SiC RB ; cependant, il peut être utile dans les applications où de faibles niveaux de dureté sont acceptables mais où une stabilité thermique améliorée est nécessaire. Le carbure de silicium RB offre une plus grande souplesse de fabrication et est plus économique que le carbure de silicium fritté.