Carbure de silicium à liant nitrure

Le carbure de silicium lié au nitrure présente d'excellentes caractéristiques de résistance mécanique et de ténacité, de résistance aux chocs et de résistance chimique. Il se prête également à la fabrication de formes et de tailles différentes, depuis les cônes et les manchons jusqu'aux pièces techniques complexes destinées aux équipements utilisés dans l'exploitation minière ou le traitement des matières premières.

Le carbure de silicium lié au nitrure offre une résistance à l'usure inférieure à celle de l'acier et de la soudure de rembourrage, qui sont tous deux couramment utilisés dans les paires tribologiques métal-minéral. Pour pallier cet inconvénient, il convient d'utiliser un matériau d'enrobage adéquat.

Résistance à l'usure

Le carbure de silicium lié au nitrure peut être utilisé pour toute une série d'applications en raison de son extraordinaire résistance mécanique, de sa stabilité à haute température et de sa résistance à l'usure. Produit en mélangeant des grains de SiC à gros et moyen grains avec de la poudre de Si finement broyée (et des biners), coulé, pressé ou moulé par injection dans les formes souhaitées avant d'être cuit dans une atmosphère nitreuse, ses propriétés tribologiques reflètent celles des céramiques de carbure de silicium non liées à l'oxyde, tout en offrant une résistance accrue aux chocs thermiques et à l'impact.

Le carbure de silicium lié au nitrure résiste bien aux tests d'abrasion des sols, les sols légers avec des grains de sable lâches montrant le moins d'usure due à la micro-coupure causée par le mouvement libre des grains sur les surfaces de frottement et à la micro-coupure causée lorsque ces grains rayent librement les surfaces - produisant beaucoup moins de bosses que n'importe lequel des autres matériaux de couche supérieure testés.

Le carbure de silicium lié au nitrure peut être façonné dans des formes complexes à l'aide du procédé Blasch, ce qui en fait un choix fantastique pour les applications nécessitant des dimensions très précises. Le carbure de silicium lié aux nitrures est souvent utilisé comme réfractaire coulé dans les fours et autres équipements à usage intensif. Il peut également être utilisé pour les revêtements de cyclones dans les usines de minerais et de charbon, ainsi que pour les composants résistants à l'abrasion et les pièces de pompes dans les usines chimiques. Le carbure de silicium lié au nitrure est très robuste, ce qui le rend adapté aux environnements difficiles soumis à des températures, des pressions et une abrasion extrêmes.

Stabilité thermique

Le nitrure de silicium possède un point de fusion élevé et une excellente stabilité thermique lorsqu'il est exposé à des températures extrêmes, même inférieures à zéro. Le carbure de silicium lié au nitrure ne subit pas de choc thermique ni d'érosion lorsqu'il est soumis à ces températures extrêmes, ce qui le rend apte à être utilisé dans des environnements industriels difficiles et à résister à de nombreuses fusions de métaux alcalins tels que les fusions de métaux non ferreux. Les briques réfractaires en carbure de silicium à liant nitrure fabriquées à partir de ce matériau peuvent également être utilisées dans la métallurgie de l'acier et des métaux non ferreux, ainsi que dans les applications d'incinération des déchets ou de traitement des minerais.

Le carbure de silicium lié au nitrure (NBSIC) est produit par réaction, dans laquelle un liant en poudre de carbure de silicium est chauffé à des températures et des pressions soigneusement contrôlées pour produire du carbure de silicium fritté. Une fois fritté, le nitrure de silicium s'infiltre dans le corps du carbure de silicium, créant ainsi un matériau dense. Le résultat final est constitué de gros grains de carbure de silicium séparés par de petits grains de nitrure de silicium en forme d'aiguille, avec de fortes interfaces entre les phases.

Ces matériaux sont très stables à haute température et possèdent des coefficients de dilatation linéaire très faibles. Ils sont en outre très solides sur le plan mécanique et résistent sans problème à la compression, à l'étirement et à la flexion. Moulés selon le procédé Blasch, ils peuvent prendre des formes complexes et précises pour des applications telles que les revêtements de cyclones dans les usines de traitement des minerais avec des minéraux agressifs résistants à l'usure ; les composants résistants à la corrosion dans les usines chimiques et les pompes ; les revêtements de vannes, les buses et les embouts dans les pompes à boues ; les formes nettes proches des applications de précision telles que les fabrications de meubles de four.

Conductivité thermique

Le carbure de silicium lié au nitrure est hautement thermoconducteur et capable de dissiper l'énergie à des températures élevées. Cette propriété le rend particulièrement utile dans les applications nécessitant des matériaux qui conservent leur résistance et leur stabilité même à des températures très élevées.

La conductivité thermique supérieure du carbure de silicium lié au nitrure permet également de maintenir les pièces plus froides pendant le traitement, ce qui contribue à augmenter la productivité tout en réduisant les risques de dommages.

Le second avantage du carbure de silicium lié au nitrure réside dans sa résistance à l'oxydation. Le revêtement protecteur de nitrure le protège de ce problème dans les environnements à haute température, ce qui rend le carbure de silicium à liant nitrure adapté aux applications qui exigent des matériaux résistants à la formation d'oxydes, comme les réfractaires, ou aux applications industrielles qui ont besoin d'un matériau présentant cette propriété.

Le carbure de silicium lié au nitrure peut être produit dans de nombreuses formes et tailles, ce qui en fait un matériau polyvalent convenant à diverses utilisations, de la coulée des métaux à la production de meubles de four.

Le revêtement de nitrure rend la céramique plus imperméable, augmentant ainsi sa capacité à résister à la corrosion et à d'autres contaminants environnementaux, ce qui rend le carbure de silicium lié au nitrure idéal pour une utilisation dans les supports de four très sollicités, tels que les cellules de réduction de l'aluminium et les fours à cuve de cuivre.

Résistance chimique

Le carbure de silicium lié à la nitrure est un matériau exceptionnel à hautes performances, doté d'une excellente résistance chimique. Capable de tolérer des températures extrêmes et des produits chimiques agressifs tout en étant résistant à la corrosion, au fluage et à l'oxydation, sa résistance à l'usure en fait un excellent choix pour les environnements exigeant robustesse et ténacité.

Le carbure de silicium est un matériau synthétique extrêmement dur, dont la dureté de Mohs est de 9, ce qui le rapproche du diamant en termes de ténacité et de résistance aux rayures. Ce matériau est couramment utilisé dans les outils de coupe et les meules. Les céramiques de carbure de silicium liées au nitrure sont produites en mélangeant des grains de SiC avec de la poudre de silice et un liant pour former une matrice liée par réaction, puis coulées, pressées ou moulées par injection sous forme de blocs ou de carreaux destinés à être utilisés dans diverses applications.

Les propriétés du carbure de silicium lié au nitrure varient en fonction de son application ; en général, il peut supporter des températures allant jusqu'à 1650 degrés Celsius tout en étant résistant aux chocs thermiques. En outre, ses qualités hautement résistantes lui permettent d'être utilisé dans des environnements tels que les acides, les sels fondus et les halogènes, et d'être peu mouillable par les métaux non ferreux fondus tels que le zinc, l'aluminium et le cuivre. Les points de fusion du cuivre le rendent approprié pour une utilisation réfractaire dans les industries de l'acier et de la métallurgie des métaux non ferreux.