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Turkish Carbure de silicium (SiC)
Le carbure de silicium est une céramique technique à fortes liaisons covalentes, dont le composant principal est le SiC, qui possède d'excellentes propriétés mécaniques, une excellente résistance à l'oxydation, une grande résistance à l'usure et un faible coefficient de frottement. Le plus grand avantage de la céramique de carbure de silicium est qu'elle peut conserver une résistance et une dureté élevées à une température de 1400 degrés Celsius. En outre, la conductivité thermique des céramiques frittées en carbure de silicium est également très élevée, après l'oxyde de béryllium et le nitrure d'aluminium dans le domaine des céramiques techniques. Par conséquent, les céramiques SiC conviennent à une utilisation dans divers environnements sévères.
Carbure de silicium : Méthodes et modèles de frittage
Actuellement, les méthodes de frittage des céramiques de carbure de silicium comprennent principalement le frittage par pressage à chaud, le frittage direct, le collage par réaction, le frittage par recristallisation, le frittage par micro-ondes et le frittage par plasma d'étincelles. Les différentes méthodes de frittage entraînent des différences dans les propriétés des matériaux en carbure de silicium. C'est pourquoi les deux méthodes de moulage par frittage les plus courantes sont brièvement présentées ci-dessous.
Carbure de silicium directement fritté (SSiC)
Le carbure de silicium fritté directement est produit à partir de poudre de carbure de silicium pur et d'adjuvants de frittage sans oxyde dans une atmosphère inerte à des températures élevées d'environ 2 000 °C, en utilisant une série de méthodes de formage, notamment le pressage à sec et l'extrusion.
Carbure de silicium lié par réaction (SiSiC)
Le procédé de préparation du carbure de silicium par frittage par réaction consiste à prémélanger une quantité appropriée de matériau contenant du carbone dans la poudre de carbure de silicium et à synthétiser un nouveau carbure de silicium en utilisant une réaction à haute température entre le carbone et le silicium résiduel dans la poudre de carbure de silicium de manière à former des céramiques de carbure de silicium avec une structure compacte.
Le processus de frittage réactif présente les avantages d'une température de frittage basse, d'un temps de frittage court et d'une formation proche de la taille nette, etc. C'est la méthode la plus efficace pour préparer des céramiques de carbure de silicium de grande taille et de forme complexe.
Propriétés du carbure de silicium
- Densité relativement faible ;
- Résistance mécanique plus élevée ;
- Excellente résistance à haute température ;
- Résistance à l'oxydation ;
- Excellente résistance aux chocs thermiques ;
- Dureté élevée et résistance à l'usure ;
- Faible dilatation thermique et conductivité thermique élevée ;
- Excellente résistance chimique.
Paramètres de performance du matériau SiC
| Propriétés | Unité | SSiC | SiSiC | Si3N4 |
|---|---|---|---|---|
| Couleur | -- | Gris foncé | Gris foncé | Gris ou noir |
| Densité | g/cm³ | 3.15 | 3.02 | 3.2 |
| Porosité | % | ≤0.1 | ≤0.1 | -- |
| Dureté | GPa | 22 | 22 | 15 |
| Résistance à la compression | MPa | 2600 | 2600 | 2500 |
| Résistance à la flexion | MPa | 400 | 250 | 700 |
| Module d'élasticité | GPa | 410 | 330 | 300 |
| Température maximale d'utilisation | ℃ | 1400 | 1000 | 1100 |
| Conductivité thermique | W/(m・K) | 100~120 | 45(1200℃) | 15~20 |
| Coefficient de dilatation thermique | 1 x 10-6/°C | 4 | 4.5 | 3 |
*Les valeurs sont des propriétés typiques des matériaux et peuvent varier en fonction de la configuration des produits et du processus de fabrication. Pour plus de détails, n'hésitez pas à nous contacter.
Propriétés chimiques des matériaux en carbure de silicium
Lorsque la température de la réaction à l'oxygène atteint 1300°C, une couche protectrice de dioxyde de silicium se forme à la surface du cristal de carbure de silicium. Avec l'épaississement de la couche protectrice, le carbure de silicium interne résiste et continue à se lier, de sorte que le carbure de silicium cristallin présente une bonne résistance chimique. En termes de résistance à la corrosion, les matériaux SiC présentent une forte résistance à l'acide en raison du rôle du film protecteur de dioxyde de silicium, mais une faible résistance aux alcalis.
Utilisation du carbure de silicium
Le carbure de silicium a non seulement une faible densité, mais aussi une dureté extrêmement élevée, ce qui en fait l'un des matériaux céramiques les plus durs. Ses propriétés matérielles peuvent rester inchangées à une température de 1400 °C. Le module de Young plus élevé (>400GPa) garantit la stabilité dimensionnelle sous haute pression. Il est également sans danger sur le plan toxicologique et peut être utilisé dans l'industrie alimentaire. En outre, les matériaux SiC ont une excellente conductivité thermique, une faible dilatation thermique et sont très résistants aux acides et aux alcalis.
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