Les poudres de carbure de silicium révolutionnent les procédés de fabrication à haute température

Les abrasifs en carbure de silicium (SiC) sont disponibles en plusieurs granulométries et sont fréquemment utilisés dans les abrasifs agglomérés et les abrasifs appliqués. Alors que le SiC peut être trouvé naturellement dans les bijoux en moissanite, la plupart des fabricants de SiC utilisent le processus d'Acheson ou la technologie de dépôt chimique en phase vapeur pour la production.

Sa réfractarité, sa conductivité thermique élevée et sa résistance à la corrosion en font le matériau idéal pour les revêtements de fours, les creusets et d'autres composants de la sidérurgie.

Méthodes de synthèse améliorées

Le carbure de silicium est largement reconnu pour sa dureté supérieure (après le diamant et le nitrure de bore cubique), sa grande solidité, sa stabilité chimique et sa résistance à la température - des qualités qui en font le matériau de prédilection pour les applications de fabrication de céramiques et de produits réfractaires. En outre, le carbure de silicium trouve également une large application dans les dispositifs électroniques de haute performance - en particulier les semi-conducteurs de puissance, les transistors à effet de champ à semi-conducteur à oxyde métallique (MOSFET) et les transistors bipolaires à grille isolée (IGBT).

Les fabricants produisent du carbure de silicium en chauffant un mélange de sable siliceux et de coke à des températures extrêmement élevées jusqu'à ce que leur réaction chimique, connue sous le nom de synthèse du SiC, produise des formes cristallisées connues sous le nom de SiC vert ou noir en fonction de son niveau de pureté. Une fois produit, le carbure de silicium peut ensuite être affiné pour obtenir des particules de taille adaptée à des applications spécifiques grâce à diverses méthodes de synthèse telles que le schéma d'Acheson, la réduction thermique du carbone et la décomposition thermique des polymères liquides. Chacune de ces méthodes fait appel à des processus de chauffage à forte intensité énergétique qui doivent atteindre des températures de réaction pour former des cristaux de carbure de silicium cristallisé avant que le lavage à l'acide et le séchage ne soient nécessaires pour que la production puisse s'achever et produire la forme finale du carbure de silicium.

Automatisation

La production de carbure de silicium commence par le mélange de poudre de coke et de quartz, suivi de l'application d'électricité à travers un noyau de graphite pour le chauffer jusqu'à ce que le carbure de silicium raffiné (SiC) émerge - ce processus est connu sous le nom de processus d'Acheson.

Une fois les matières premières préparées, diverses techniques peuvent être utilisées pour transformer la poudre en saggars. Une fois formés, ces saggars subissent des étapes de post-traitement telles que l'usinage mécanique et le revêtement de surface qui garantissent leur durabilité et leur résistance à la corrosion chimique à des températures plus élevées.

La poudre de carbure de silicium noir est un matériau de plus en plus populaire pour la fabrication de produits abrasifs tels que les meules et les outils de coupe, grâce à sa dureté exceptionnelle et à sa conductivité thermique supérieure. En outre, ce matériau est utilisé dans les processus de production de l'industrie électronique pour les semi-conducteurs et les diodes. Sa résistance aux températures élevées le rend approprié pour la fabrication de matériaux réfractaires utilisés dans les fours, les fourneaux et les creusets dans les industries de la construction ou de la métallurgie.

Traitement à haute température

La poudre de carbure de silicium présente d'excellentes propriétés mécaniques qui la rendent adaptée aux applications à haute température. Sa dureté et sa résistance à l'usure en font un produit très résistant, tandis que sa stabilité thermique, sa résistance chimique et sa conductivité électrique en font également un produit très recherché.

Pour produire ce matériau, il faut chauffer un mélange de silice et de coke à très haute température dans un four spécial, ce qui provoque la formation de grands cristaux de carbure de silicium.

Une fois formé, le carbure de silicium doit être lavé pour éliminer les impuretés avant d'être séché à l'aide de différentes techniques telles que le séchage à l'air chaud, le séchage sous vide ou le séchage par micro-ondes.

Après séchage, le carbure de silicium est concassé, trié, broyé une nouvelle fois et traité pour des applications spécifiques. Le résultat final est un lingot qui peut ensuite être façonné pour répondre à des spécifications individuelles. Les fabricants utilisent ce lingot pour créer des gicleurs de brûleurs, par exemple, qui sont des composants essentiels pour assurer une efficacité maximale de l'atomisation du carburant.

Durabilité

La poudre de carbure de silicium se distingue dans les environnements de fabrication difficiles par ses propriétés impressionnantes, telles qu'une dureté incroyable, une excellente conductivité thermique et une résistance à la corrosion. C'est pourquoi ce matériau est utilisé depuis longtemps dans la production d'abrasifs et d'électronique, notamment pour couper et polir les métaux ou les carreaux de céramique.

En raison de sa ténacité et de son tranchant remarquables, le diamant est couramment utilisé dans l'industrie des abrasifs pour la fabrication de meules et de disques de coupe. Les fabricants d'électronique lui font également confiance en raison de ses excellentes propriétés de conductivité thermique et de sa résistance à l'usure.

La production de carbure de silicium peut se faire dans le respect de l'environnement, en utilisant des sources d'énergie renouvelables et des systèmes de récupération des déchets pour minimiser les émissions de gaz à effet de serre. En recourant à de telles pratiques, les fabricants peuvent réduire leur consommation d'énergie tout en diminuant leurs coûts d'exploitation, ce qui est particulièrement important dans le contexte actuel de hausse des prix de l'énergie.