Formule du carbure de silicium

Le carbure de silicium (SiC) est un composé cristallin exceptionnellement dur de silicium et de carbone que l'on trouve à l'état naturel sous forme de moissanite et qui possède des propriétés semi-conductrices. La poudre produite industriellement peut être utilisée dans les opérations de meulage et de coupe abrasives.

Edward Acheson a été le premier à synthétiser artificiellement la moissanite synthétique en 1891 en utilisant la chaleur électrique d'une centrale électrique pour combiner la silice avec le carbone, ce qui a donné de petits cristaux noirs connus sous le nom de moissanite synthétique.

La réduction de la silice avec un excès de carbone

Le carbure de silicium est un matériau dur et cassant composé de structures de carbone et de silicium étroitement empilées et liées de manière covalente. Il est extrêmement résistant et possède un point de fusion très élevé qui lui confère une résistance aux chocs thermiques. Le carbure de silicium est utilisé dans diverses applications industrielles, notamment les réfractaires ; il constitue en outre un excellent isolant et peut même être transformé en semi-conducteurs en contrôlant les niveaux d'impureté.

Edward Acheson a synthétisé pour la première fois du diamant artificiel en 1891 en chauffant dans un four électrique un mélange de sable de quartz siliceux pur et de coke de pétrole finement broyé, ce qui a permis d'obtenir de petits cristaux noirs d'une dureté comparable à celle du diamant. Cette méthode est connue sous le nom de méthode Acheson.

La méthode Acheson présente plusieurs avantages, notamment de faibles coûts de production et des procédures simples. En outre, ce procédé convient à la production à grande échelle ; toutefois, un inconvénient réside dans la poudre produite lors de la réaction : les niveaux de pureté atteints sont souvent médiocres.

Les faisceaux laser CO2 se sont avérés une alternative efficace à la pyrolyse conventionnelle pour encourager les réactions de réduction, avec des temps d'exposition beaucoup plus courts garantissant une interaction complète entre les composés de silicium et de carbone, et évitant la coalescence des particules produites.

La réduction de la silice avec un excès d'oxygène

Le carbure de silicium est un composé inorganique composé de silicium et de carbone liés ensemble dans une structure de réseau cristallin, et possède une dureté de Mohs de 9. Ce matériau dur et chimiquement inerte a été largement utilisé comme abrasif dans les travaux lapidaires modernes et dans les ensembles lapidaires modernes en raison de sa durabilité ; en outre, il fait également partie intégrante des composés de sablage, des abrasifs, des agents de sablage et des composés de meulage.

Le carbure de silicium (SiC) est produit par réduction carbothermique de la silice. Ce procédé consiste à introduire un mélange de sable siliceux et de coke de pétrole dans un four à résistance électrique où le courant est appliqué ; lorsque le courant est appliqué, le carbone du coke réagit avec le silicium du sable pour former du SiC et du gaz de monoxyde de carbone qui sont ensuite broyés sous forme de poudre ou de masse en vue d'un traitement ultérieur.

Les semi-conducteurs tels que le graphène sont des composés semi-métalliques à conductivité métallique qui peuvent être dopés avec divers éléments tels que l'azote, l'aluminium ou le bore pour modifier leur conductivité ; ou pour des utilisations spécifiques de semi-conducteurs en utilisant des dopants de gallium-béryllium ou de bore - en tant que dopant de type n ; et pour les dopants de type p pour former des semi-conducteurs avec des dopants de gallium-béryllium ou de bore pour devenir des semi-conducteurs. Il est possible de produire des formes multiples ou des polytypes. La température de sublimation est de 2700 degrés Celsius et la densité de 3,21 g cm-3, ce qui rend cette substance très stable au cours de sa longue histoire d'utilisation !

L'acide orthosilicique est également soluble dans l'eau et facilement absorbé par la peau dans la circulation sanguine, où il offre de multiples avantages pour la santé, notamment le maintien d'une densité osseuse correcte et la stimulation de la production de collagène, ainsi que l'inhibition des dommages oxydatifs au niveau du foie, des reins et des intestins.

La réduction de la silice avec un excès d'azote

La silice, ou dioxyde de silicium, est l'un des deux éléments les plus abondants de la croûte terrestre et se trouve principalement dans le sable. En outre, la silice se lie à l'oxygène et à d'autres éléments pour former des silicates - qui constituent la plupart des roches ignées, sédimentaires et métamorphiques du monde - et est largement utilisée pour la fabrication du verre et à des fins alimentaires. Bien que la Food and Drug Administration (FDA) ait imposé des limites à la quantité de cette substance pouvant être ingérée chaque jour, peu d'éléments suggèrent que la consommation de silice sous sa forme cristalline présente des risques pour la santé.

Le carbure de silicium (SiC) est un composé cristallin exceptionnellement dur, produit synthétiquement et composé de silicium et de carbone. En tant que matériau semi-conducteur à large bande interdite, il a révolutionné l'électronique de puissance grâce à sa dureté élevée de 9 sur l'échelle de Mohs, qui correspond presque à celle du diamant, à son excellente conductivité thermique, à ses faibles taux de dilatation thermique, à sa résistance aux attaques chimiques et à ses capacités de résistance à l'usure - idéal pour les revêtements de fours ou les revêtements réfractaires de pompes ou comme substrat pour les diodes électroluminescentes.

La dureté du carbure de silicium provient de la forte liaison covalente entre ses atomes de silice et de carbone. Ils sont liés entre eux dans deux structures tétraédriques de coordination primaire composées de quatre atomes de silicium et de quatre atomes de carbone par couche avec des orbitales hybrides sp3 partageant des niveaux orbitaux hybrides ; ces structures peuvent être disposées dans diverses séquences d'empilement conduisant à des polytypes de carbure de silicium.

La réduction de la silice avec un excès de potassium

Le carbure de silicium, un composé cristallin de silicium et de carbone produit synthétiquement, est utilisé depuis sa découverte à la fin du XIXe siècle dans la fabrication d'abrasifs, d'outils de coupe, de revêtements réfractaires pour les fours industriels, d'applications électroniques semi-conductrices, etc. Classé 9 sur l'échelle de Mohs, le carbure de silicium possède d'excellentes propriétés de résistance à la corrosion, une bonne conductivité thermique et une faible dilatation ; il est résistant aux acides et aux alcalis à la plupart des concentrations et possède de bonnes propriétés de conductivité thermique ainsi que d'excellentes propriétés d'isolation électrique, ce qui en fait un matériau indispensable.

Le carbure de silicium cristallin présente une structure cristalline tétraédrique composée de quatre atomes de silicium et de quatre atomes de carbone liés entre eux par des liaisons covalentes, connues sous le nom de polytypes, chaque polytype ayant une structure cristalline bidimensionnelle distincte et pouvant être colorée par l'ajout d'impuretés. Le dopage à l'aluminium, au bore, au gallium ou à l'azote lui permet d'acquérir des propriétés d'isolant électrique ou de semi-conducteur, en fonction de l'élément ou des éléments ajoutés à des fins de dopage.

Le potassium (K) est un élément abondant présent dans toute la croûte terrestre et le deuxième minéral nutritif le plus abondant pour la vie végétale, après l'oxygène. Le potassium joue un rôle essentiel dans la synthèse des protéines et d'autres molécules vitales, ainsi que dans la croissance et le développement des plantes, et constitue un oligo-élément essentiel de l'alimentation humaine. L'inhalation de silice cristalline peut présenter des risques pour la santé ; c'est pourquoi l'Institut national pour la sécurité et la santé au travail recommande de maintenir autant que possible l'exposition en dessous des niveaux respirables, en particulier lorsqu'elle est combinée à d'autres produits chimiques.