À quoi sert le carbure de silicium ?

Le carbure de silicium (SiC) est un composé inorganique de silicium et de carbone. Le carbure de silicium existe à l'état naturel sous la forme d'un minéral extrêmement rare, la moissanite, mais la production de masse a commencé en 1893 sous forme de poudre utilisée comme abrasif.

Les grains de SiC peuvent être combinés par frittage pour produire des céramiques dures qui peuvent être utilisées dans des applications exigeant une certaine durabilité, telles que les freins de voiture ou les plaques de céramique des gilets pare-balles. On les trouve également dans les appareils électroniques qui fonctionnent à des températures et des tensions plus élevées.

Abrasif

Le carbure de silicium abrasif est un matériau extrêmement résistant utilisé dans de nombreux processus industriels. Ce produit semblable à du papier de verre peut être utilisé pour le ponçage à sec et à l'eau afin d'éliminer la rouille sur les métaux et les verres, ainsi que pour des applications d'ébavurage et de polissage.

Le carbure de silicium (SiC) est un composé chimique organique composé de silicium et de carbone qui se forme naturellement sous la forme du minéral moissanite ; toutefois, la production de masse a commencé en 1893 pour être utilisée comme abrasif. Lorsqu'il est fusionné par frittage, il forme des céramiques extrêmement dures qui ont de nombreuses utilisations dans des applications telles que les revêtements de sol ou les blindages.

La poudre de carbure de silicium noir est rapidement devenue l'un des premiers choix d'abrasifs en raison de sa dureté et de ses performances à long terme, remplaçant souvent les abrasifs à base d'oxyde d'aluminium dans les applications qui exigent des niveaux élevés de durabilité et d'efficacité. Le carbure de silicium noir trouve également des applications dans la métallurgie, où sa résistance aux chocs thermiques et à la dilatation thermique est essentielle, et dans la création de semi-conducteurs et d'appareils électroniques, où ses propriétés électriques supérieures sont mises à profit.

Réfractaire

Le carbure de silicium est l'un des matériaux réfractaires les plus avancés. Ce matériau se caractérise par une stabilité chimique et une conductivité thermique exceptionnelles, avec un coefficient de dilatation extrêmement faible, ainsi que par de fortes propriétés mécaniques et de résistance à l'abrasion, tout en étant léger.

Le plastique renforcé de fibres de verre (PRV) se retrouve dans de nombreuses applications industrielles, de la verrerie aux applications de défense, telles que la protection des blindages pour les chars et les véhicules blindés, en passant par les sanitaires, les fours, les fonderies et les moufles.

Les céramiques d'isolation thermique sont utilisées dans les incinérateurs de déchets, les fours rotatifs et les hauts fourneaux en raison de leurs propriétés d'isolation thermique et de leur résistance. En outre, les pièces moulées fabriquées à partir de ce matériau sont utilisées dans les revêtements de fours de fusion, les supports et les saggers, ainsi que dans les pièces moulées qui soutiennent les revêtements, les supports et les saggers utilisés par les fonderies. Sa principale application réside cependant dans la production de céramiques réfractaires pour l'isolation thermique, le renforcement de la résistance à l'usure ainsi que le renforcement des processus de pressage à sec avec des liaisons réactionnelles de pressage à sec ou des processus d'extrusion qui donnent des produits avec des caractéristiques de performance chimique et mécanique exceptionnelles, ce qui rend ce matériau parfait pour une utilisation dans des conditions extrêmes.

Véhicules électriques

Le carbure de silicium a fait des vagues dans le secteur des véhicules électriques en tant qu'élément essentiel des convertisseurs DC-to-DC et des chargeurs embarqués, aux côtés des semi-conducteurs à base de nitrure de gallium et d'autres semi-conducteurs, pour aider les VE à résoudre les problèmes de charge de la batterie associés aux onduleurs traditionnels au silicium.

Abrasifs en carbure de silicium - La poudre céramique de carbure de silicium est largement utilisée pour fabriquer des produits abrasifs tels que le papier de verre et les meules en raison de sa surface dure et résiliente qui résiste à des taux d'usure très élevés.

Semi-conducteur - Le SiC est généralement un isolant électrique ; cependant, en ajoutant des impuretés ou des dopants, il peut agir comme un semi-conducteur de type P et être utilisé dans de nombreuses applications différentes, des transistors de puissance aux diodes et capteurs à haute température.

En raison de sa faible dilatation thermique et de sa rigidité, le carbure de silicium est un excellent matériau pour les miroirs de télescope. Alors que la moissanite naturelle peut être trouvée en petites quantités dans les météorites et les gisements de kimberlite, la plupart du carbure de silicium vendu dans le monde provient d'installations de production synthétiques, ce qui rend possible la fabrication d'articles décoratifs tels que les bijoux en moissanite synthétique.

Semi-conducteurs

Le carbure de silicium (SiC) est l'un des matériaux céramiques avancés les plus légers, les plus durs et les plus résistants actuellement disponibles sur le marché. En outre, il est non toxique et résistant aux acides, aux lessives et à la corrosion.

Le SiC est créé par la combinaison de sable siliceux et de matériaux riches en carbone tels que le coke de pétrole dans un four électrique. Il en résulte la formation d'un SiC cristallisé vert ou noir dont les propriétés varient en fonction de la pureté des matières premières utilisées pour sa fabrication.

Le SiC possède une bande interdite exceptionnellement large, ce qui le rend adapté aux dispositifs semi-conducteurs de puissance à haute tension tels que les diodes à barrière Schottky et les MOSFET qui fonctionnent à des températures plus élevées tout en offrant une résistance à l'allumage réduite par rapport au silicium (Si).

La moissanite, la forme minérale naturelle du SiC, ne se trouve qu'en petites quantités dans les météorites et les gisements de corindon ; toute la moissanite de qualité joaillière vendue aujourd'hui est synthétique ; la plupart du SiC utilisé dans les applications électroniques provient de la synthèse de la poudre de SiC à l'aide de diverses méthodes.