Les poudres de carbure de silicium révolutionnent la résistance des céramiques

Le carbure de silicium (SiC) est un matériau céramique inerte et dur doté de propriétés physiques exceptionnelles. Il est utilisé dans les réfractaires et les abrasifs en raison de sa dureté, ainsi que dans les applications à haute température où la stabilité thermique et la résistance à l'usure sont primordiales.

Seuls le diamant et le carbure de bore sont plus durs que le SiC. Lorsqu'il est d'une grande pureté, le SiC peut paraître incolore ; dans le cas contraire, il peut prendre des teintes noires lorsqu'il est produit par la méthode Lely.

Dureté

Le carbure de silicium - plus communément appelé carborundum - est un composé chimique extraordinairement dur, composé de silicium et de carbone, qui n'apparaît qu'occasionnellement dans la nature sous forme de moissanite ; toutefois, depuis la fin du XIXe siècle, il est produit en masse sous forme de poudre et de cristaux.

Le carbure de silicium noir (SiC) est souvent utilisé dans les abrasifs en raison de ses qualités de dureté et de résistance à l'usure. En outre, le carbure de silicium est également utilisé dans les revêtements réfractaires, les éléments de chauffage, les outils de coupe et les substrats semi-conducteurs utilisés pour les DEL et les dispositifs de puissance.

Le carbure de silicium lié à la nitrure (NB SiC) est produit par un processus appelé nitruration, au cours duquel des grains de SiC brut sont chauffés et mélangés à des composés contenant de l'azote pour former un matériau composite dense et mécaniquement résistant. En outre, cette forme de carbure de silicium présente une excellente résistance aux chocs thermiques, ce qui lui permet de supporter des changements de température rapides sans se fissurer ou se désintégrer au fil du temps.

La force

Le carbure de silicium est l'un des matériaux céramiques non oxydés les plus résistants. Sa dureté Knoop exceptionnelle se situe entre celle du diamant et celle du nitrure de bore cubique, ce qui lui confère une résistance à l'usure et à la déchirure à long terme, ainsi que la capacité de résister à des températures et à des contraintes extrêmes.

La poudre noire SiC est largement utilisée par les industries automobile et aérospatiale pour le meulage, le polissage et le rodage des pièces métalliques et céramiques afin d'obtenir des dimensions précises et des finitions lisses. En raison de sa résistance supérieure à celle du diamant, cet abrasif est souvent préféré à son rival.

Le carbure de silicium lié par réaction (RB SiC) est produit par injection de silicium fondu dans un matériau de carbone poreux façonné selon la forme souhaitée de la pièce, ce qui permet d'obtenir une céramique structurelle de haute performance, résistante aux produits chimiques et dotée d'un faible coefficient de dilatation thermique. Le SiC RB est utilisé dans les pompes, les garnitures mécaniques, les roulements et les pièces d'usure plus importantes.

Solidité

Le carbure de silicium est l'une des trois substances les plus dures sur Terre, après le diamant et le carbure de bore. Grâce à cette incroyable dureté, le carbure de silicium peut résister à des pressions et à des contraintes mécaniques extrêmes, ce qui le rend adapté aux composants aérospatiaux, aux applications automobiles et aux outils de coupe.

La céramique haute performance est très résistante à la corrosion et à l'usure, et peut supporter des changements de température rapides sans se fissurer ni se déformer. En outre, elle peut être transformée en céramiques fonctionnelles, en matériaux réfractaires avancés et même en abrasifs.

La poudre noire de carbure de silicium (SiCp) est un outil essentiel pour le rodage, le rodage et le polissage des métaux, des céramiques et du verre afin d'obtenir des dimensions précises et des surfaces lisses. En plus d'être utilisé comme matériau abrasif, le carbure de silicium peut également servir d'antioxydant dans la sidérurgie et les fonderies, ainsi que de matériau résistant aux températures élevées dans les fonderies. Parmi les autres variétés de SiC figurent le carbure de silicium lié par nitrure (NB SiC) et le nitrure de carbure de silicium lié par réaction fritté (SRBSN) ; ces procédés produisent le SRBSN par chauffage dans un four à résistance.

Résistance à la chaleur

Le carbure de silicium est un matériau idéal pour les applications qui exigent une endurance et une dureté extrêmes, comme les freins de voiture ou les plaques de céramique que l'on trouve dans les gilets pare-balles. En outre, ce matériau possède d'excellentes propriétés de résistance chimique et peut même supporter des températures élevées sans fondre.

La moissanite est l'un des matériaux synthétiques les plus durs, avec une dureté de Mohs de 9, comparable à celle du diamant. Bien qu'elle existe à l'état naturel sous la forme du minéral rare qu'est la moissanite, les processus de production de masse utilisent des poudres de silicium et de carbone par le biais de processus de frittage pour la production de masse de cette substance synthétique dure.

La résistance du carbure de silicium augmente par recuit en raison de la liaison hydrogène des surfaces non polaires, et il est utile comme désoxydant dans la fabrication de l'acier en encourageant la cémentation et en augmentant les taux de récupération des éléments d'alliage. Grâce à sa stabilité thermique et à son inertie chimique, les composants en carbure de silicium destinés aux équipements de traitement des tranches de semi-conducteurs garantissent des performances fiables, même dans des environnements à haute température.

Conductivité

Les poudres de carbure de silicium offrent la combinaison idéale de dureté et de conductivité lorsqu'elles sont utilisées comme abrasifs ou dans des composants céramiques résistants à l'abrasion, ou encore lorsqu'elles sont assemblées par frittage pour créer des produits céramiques industriels de haute performance.

Les céramiques de carbure de silicium sont devenues l'un des matériaux céramiques les plus recherchés aujourd'hui en raison de leurs propriétés remarquables, qui vont de l'extrême durabilité et de la résistance à la corrosion à la stabilité thermique et à la tolérance à la chaleur - des qualités qui les ont propulsées comme l'un des premiers choix pour les plaquettes de frein des automobiles grand public et les plaques de gilet pare-balles. Le carbure de silicium offre à la fois solidité et endurance thermique.