Le carbure de silicium est un mat\u00e9riau extr\u00eamement dur et r\u00e9sistant, dot\u00e9 d'une densit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e, d'une r\u00e9sistance exceptionnelle \u00e0 la corrosion et de propri\u00e9t\u00e9s tribologiques remarquables. Il est disponible sous forme fritt\u00e9e ou li\u00e9e \u00e0 la r\u00e9action.<\/p>\n
Le frittage sans pression permet une densification \u00e9lev\u00e9e gr\u00e2ce \u00e0 la r\u00e9duction de l'\u00e9nergie de surface des grains due \u00e0 la r\u00e9action du bore et du carbone1, mais sa temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e entra\u00eene une croissance excessive des grains qui compromet les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques.<\/p>\n
Le carbure de silicium, commun\u00e9ment appel\u00e9 carborundum, est un compos\u00e9 chimique dur compos\u00e9 de silicium et de carbone qui existe \u00e0 l'\u00e9tat naturel dans des min\u00e9raux rares comme la moissanite ; toutefois, il est plus couramment produit en masse sous forme de poudre et de granul\u00e9s pour \u00eatre utilis\u00e9 comme abrasif et comme plaques de c\u00e9ramique dans les gilets pare-balles. Le carborundum peut supporter des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es tout en restant r\u00e9sistant aux produits chimiques, notamment aux acides comme les acides phosphorique, sulfurique et nitrique.<\/p>\n
Le carbure de silicium fritt\u00e9 a trouv\u00e9 une large application dans toutes les industries, de l'a\u00e9rospatiale \u00e0 l'astronomie, en raison de ses remarquables propri\u00e9t\u00e9s d'isolation thermique. Le carbure de silicium fritt\u00e9, mat\u00e9riau r\u00e9fractaire, pr\u00e9sente \u00e9galement une durabilit\u00e9 impressionnante et peut \u00eatre usin\u00e9 avec pr\u00e9cision \u00e0 l'aide d'\u00e9quipements co\u00fbteux pour obtenir des tol\u00e9rances pr\u00e9cises.<\/p>\n
La c\u00e9ramique de carbure de silicium existe en deux vari\u00e9t\u00e9s : le carbure de silicium li\u00e9 par r\u00e9action et le carbure de silicium fritt\u00e9. Le carbure de silicium li\u00e9 par r\u00e9action est fabriqu\u00e9 par infiltration de compacts compos\u00e9s de SiC et de carbone avec du silicium liquide, cr\u00e9ant plus de SiC qui se lie aux particules initiales, formant plus de particules de carbure de silicium li\u00e9es par r\u00e9action qui adh\u00e8rent plus facilement que leurs homologues fritt\u00e9s, tout en restant rentables en raison d'une r\u00e9sistance et d'une duret\u00e9 r\u00e9duites.<\/p>\n
Le carbure de silicium fritt\u00e9 est produit en chauffant des mati\u00e8res premi\u00e8res \u00e0 des temp\u00e9ratures extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9es dans une atmosph\u00e8re inerte, les transformant en un mat\u00e9riau extr\u00eamement r\u00e9sistant qui peut \u00eatre utilis\u00e9 dans diverses applications telles que les pi\u00e8ces d'usure pour les pompes \u00e0 sable et les cyclones miniers. En outre, il pr\u00e9sente une excellente r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion ainsi que de faibles propri\u00e9t\u00e9s de dilatation thermique.<\/p>\n
Le carbure de silicium li\u00e9 par r\u00e9action (RSiC) est produit par pressage et frittage (chauffage) de particules de poudre, cr\u00e9ant ainsi une pi\u00e8ce solide de mat\u00e9riau pr\u00e9sentant une r\u00e9sistance \u00e9lev\u00e9e, une grande duret\u00e9, une r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion et \u00e0 l'oxydation, mais pas aussi dure que le carbure de silicium fritt\u00e9.<\/p>\n
Le carbure de silicium fritt\u00e9 est une c\u00e9ramique technique \u00e0 fortes liaisons covalentes, qui pr\u00e9sente d'excellentes propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques \u00e0 haute temp\u00e9rature. Ce mat\u00e9riau pr\u00e9sente une grande duret\u00e9 et une bonne r\u00e9sistance \u00e0 l'usure, \u00e0 la corrosion chimique, \u00e0 l'oxydation et aux chocs thermiques, ainsi qu'une tr\u00e8s bonne conductivit\u00e9 thermique, ce qui permet de l'utiliser dans des environnements difficiles.<\/p>\n
Le frittage en phase liquide produit des mat\u00e9riaux de haute puret\u00e9 avec une microstructure r\u00e9guli\u00e8re, plus compacte que les proc\u00e9d\u00e9s de frittage \u00e0 l'\u00e9tat solide. Les changements de taille au cours de la densification sont minimes ; des pi\u00e8ces pr\u00e9cises de forme complexe peuvent \u00eatre produites. Les additifs de frittage \u00e0 base de bore et de carbone peuvent modifier les \u00e9nergies des joints de grains et les \u00e9nergies de surface tout en am\u00e9liorant les taux de diffusion du volume et en limitant la formation de verre entre les grains.<\/p>\n
Les r\u00e9sultats du frittage \u00e0 l'\u00e9tat solide pr\u00e9sentent une r\u00e9sistance au fluage par compression sup\u00e9rieure \u00e0 celle de leurs homologues conventionnels en raison d'une augmentation de l'\u00e9nergie cin\u00e9tique du silicium cristallin et d'une acc\u00e9l\u00e9ration du mouvement des dislocations dans les r\u00e9gions granulaires, ainsi que d'une augmentation de la concentration en silicium m\u00e9tallique qui contribue \u00e0 r\u00e9duire les taux de fluage en ralentissant la diffusion du SiC \u00e0 travers les joints de grains.<\/p>\n
Le carbure de silicium offre une excellente r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion, \u00e0 l'oxydation et \u00e0 l'usure - des qualit\u00e9s qui en font un mat\u00e9riau de choix pour les environnements difficiles o\u00f9 d'autres mat\u00e9riaux pourraient s'ab\u00eemer avec le temps. En outre, le carbure de silicium peut r\u00e9sister \u00e0 des temp\u00e9ratures allant jusqu'\u00e0 1 900 degr\u00e9s Celsius, ce qui le rend adapt\u00e9 au traitement chimique o\u00f9 l'\u00e9quipement peut entrer en contact avec des produits chimiques et des gaz tr\u00e8s acides qui se corrodent plus facilement que pr\u00e9vu.<\/p>\n
Les c\u00e9ramiques de carbure de silicium fritt\u00e9 \u00e0 l'\u00e9tat solide (SSiC) et de carbure de silicium infiltr\u00e9 se sont av\u00e9r\u00e9es stables dans diverses solutions chimiques, bien que ces derni\u00e8res pr\u00e9sentent une stabilit\u00e9 \u00e0 la corrosion plus faible en raison de la pr\u00e9sence de silicium libre. Pour explorer ces m\u00e9canismes, nous avons men\u00e9 des exp\u00e9riences de corrosion \u00e0 court et \u00e0 long terme sur le SiSiC dans une solution de NaOH en utilisant \u00e0 la fois des mesures pr\u00e9cises de la profondeur de corrosion sur les surfaces polies et la microscopie \u00e9lectronique \u00e0 balayage sur ses produits de corrosion.<\/p>\n
Le carbure de silicium li\u00e9 par r\u00e9action (RBSiC) est produit en infiltrant du silicium liquide dans des pr\u00e9formes poreuses en carbone ou en graphite et en le faisant r\u00e9agir en SiC. Le RBSiC diff\u00e8re de son homologue SSiC, plus cher, \u00e0 plusieurs \u00e9gards : il est moins r\u00e9sistant et moins dur, mais son co\u00fbt de production est nettement inf\u00e9rieur et il est plus perm\u00e9able au passage des gaz et des liquides ; il pr\u00e9sente \u00e9galement une bonne r\u00e9sistance \u00e0 l'abrasion, \u00e0 la corrosion et aux chocs thermiques, ce qui permet de l'utiliser dans des applications telles que les buses de br\u00fbleurs ou les tubes de jet et de flamme ; enfin, il pr\u00e9sente \u00e9galement une bonne r\u00e9sistance aux chocs thermiques, ce qui permet des changements de temp\u00e9rature rapides sans \u00eatre affect\u00e9.<\/p>\n
Le carbure de silicium fritt\u00e9 poss\u00e8de l'une des conductivit\u00e9s thermiques les plus \u00e9lev\u00e9es parmi les mat\u00e9riaux c\u00e9ramiques non oxyd\u00e9s, ce qui le rend adapt\u00e9 aux applications impliquant des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es, telles que le d\u00e9p\u00f4t chimique en phase vapeur (CVD) de SiC ou les applications de carbure de silicium li\u00e9 par r\u00e9action.<\/p>\n
Situ\u00e9e pr\u00e8s du noyau, sa structure cristalline contribue \u00e0 augmenter la conductivit\u00e9 thermique pour une c\u00e9ramique \u00e0 haute performance thermique. Capable de supporter des charges \u00e0 haute temp\u00e9rature avec peu de dommages et de r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion, \u00e0 l'oxydation et \u00e0 la fatigue, ce mat\u00e9riau constitue un excellent choix pour les applications d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 des pompes, car il peut rester r\u00e9sistant \u00e0 la pression et \u00e0 la temp\u00e9rature pendant de longues p\u00e9riodes.<\/p>\n
Ce type de c\u00e9ramique pr\u00e9sente \u00e9galement une t\u00e9nacit\u00e9 sup\u00e9rieure, ce qui signifie qu'elle r\u00e9siste mieux aux chocs et aux vibrations que les autres mat\u00e9riaux c\u00e9ramiques. En outre, sa solidit\u00e9 et sa r\u00e9sistance \u00e0 l'oxydation sont parmi les plus \u00e9lev\u00e9es de sa cat\u00e9gorie.<\/p>\n
Le frittage en phase liquide (LPS) est une technique innovante de densification du carbure de silicium qui utilise des additifs de frittage \u00e0 base d'oxyde eutectique pour densifier \u00e0 des temp\u00e9ratures plus basses que traditionnellement, ce qui permet de r\u00e9duire les co\u00fbts de production tout en diminuant la porosit\u00e9 du produit fini.<\/p>\n
Les images HRTEM d'\u00e9chantillons de LPS-SiC avec diff\u00e9rents additifs de frittage montrent comment l'ajout d'additifs a uniformis\u00e9 la distribution de la phase liquide parmi les grains de SiC, conduisant \u00e0 une densification, une densit\u00e9 relative plus \u00e9lev\u00e9e et une r\u00e9sistivit\u00e9 \u00e9lectrique am\u00e9lior\u00e9e, qui sont des propri\u00e9t\u00e9s critiques pour les applications utilisant les fr\u00e9quences des micro-ondes et des ondes millim\u00e9triques.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide is an extremely hard and strong material with high density, exceptional corrosion resistance and outstanding tribological properties. Available both sintered and reaction bonded forms. Pressureless sintering provides high densification through reduction of surface energy of grains due to boron and carbon reaction1, but its high temperature leads to excessive grain growth that compromises […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[64],"tags":[],"class_list":["post-82","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/82","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=82"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/82\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":83,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/82\/revisions\/83"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=82"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=82"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=82"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}