Solutions de haute performance avec le carbure de silicium fritté

Le carbure de silicium fritté présente une combinaison impressionnante de durabilité, de solidité et de résistance chimique ; toutefois, ces caractéristiques sont directement affectées par la pureté de la matière première ; les impuretés dégradent les microstructures tout en diminuant les propriétés mécaniques telles que la résistance à la flexion et la ténacité à la rupture.

La pureté contribue à de meilleures conditions de frittage, ce qui permet d'obtenir un SSiC de haute qualité pour des applications industrielles avec des spécifications critiques. Ce facteur ne doit pas être négligé.

Disques et plaquettes de frein

Les rotors de frein en carbure de silicium fritté (CSC) arrêtent les véhicules plus rapidement et dissipent mieux la chaleur des plaquettes de frein que les rotors en fer, ce qui permet d'améliorer les performances et de prévenir l“”évanouissement des freins", qui se produit lors de freinages répétés.

L'étude des couches de transfert de frottement sur les composites fibre de carbone/carbure de silicium après de multiples arrêts de freinage avec une plaquette organique est essentielle pour comprendre comment une vitesse de glissement élevée influe sur leur stabilité et leurs performances. Ici, la section transversale TEM a été utilisée pour révéler les structures cohésives au sein des couches transférées.

Dans la couche de transfert de friction, des cristallites métalliques d'une taille allant de quelques nanomètres à quelques microns ont été observées, tandis que des oxydes de silicium/silicium amorphes sont apparus fréquemment. En outre, une interface s'est établie entre cette couche de transfert et la surface du composite Cf/C après le freinage, mais sa durabilité différait sensiblement selon les régions SiC et C en raison des différences entre les matériaux liants organiques utilisés dans son mélange avec les matériaux liants organiques pour le mélange des garnitures de frein.

Composants de turbines d'avion

Le carbure de silicium se distingue par sa résistance exceptionnelle aux températures élevées, sa grande résistance au fluage et sa stabilité thermochimique, ce qui en fait un excellent candidat pour diverses applications thermostructurelles dans les secteurs de l'aérospatiale et de l'énergie. En outre, ses excellentes propriétés mécaniques et sa faible densité permettent de gagner du poids et d'améliorer le rendement énergétique et la vitesse.

Les gaines de protection en carbure de silicium fritté que nous proposons offrent une protection fiable aux capteurs de température contre les gaz et les particules nuisibles qui pourraient les éroder, ainsi que contre les environnements difficiles et les températures élevées qu'ils subissent, garantissant ainsi des relevés précis pour un fonctionnement fiable.

Les céramiques de carbure de silicium liées par diffusion utilisent des couches intermédiaires de métaux réfractaires tels que le titane, le zirconium, le molybdène et le tungstène pour une densification idéale. En conséquence, les matériaux à base de carbure de silicium présentent une densité plus faible, une ténacité et une tolérance aux dommages supérieures, ainsi qu'une meilleure résistance à l'oxydation et à la corrosion que les composites carbone/carbone, les CMC oxyde/oxyde ou les céramiques monolithiques - en plus de posséder des capacités de température plus élevées que les superalliages métalliques.

Applications électriques à haute tension

Le carbure de silicium a fait des vagues dans l'industrie en tant que matériau semi-conducteur de puissance innovant. En raison de leur capacité à fonctionner dans des environnements difficiles tels que des températures et des tensions élevées, les dispositifs en carbure de silicium offrent des avantages inégalés par rapport à leurs homologues en silicium (Si) en termes d'efficacité de conversion de l'énergie et de durabilité.

La pureté chimique de l'Hexoloy SA SiC et sa microstructure élaborée le rendent résistant aux forces de rotation, au sablage abrasif et à la corrosion, tandis que sa stabilité à haute température dans des environnements oxydants et réducteurs lui permet de résister également aux forces de rotation.

La large bande interdite du carbure de silicium lui permet de résister à des niveaux de pression électrique plus élevés, ce qui se traduit par une efficacité énergétique accrue dans l'électronique de puissance et les systèmes d'énergie renouvelable. Les dispositifs de puissance en carbure de silicium présentent des tensions de blocage plusieurs fois supérieures à celles des transistors en silicium, ce qui permet d'éviter le remplacement de plusieurs composants tout en réduisant les pertes d'énergie totales et les pertes d'efficacité des convertisseurs. En outre, la durée de vie plus longue des porteurs du SiC permet d'introduire des porteurs minoritaires dans la couche n, ce qui réduit considérablement la résistance.

Applications automobiles

Le carbure de silicium fritté présente des propriétés exceptionnelles de résistance à l'usure et de solidité qui lui permettent de servir de base à des composants automobiles critiques tels que les freins, les soupapes de moteur et les turbocompresseurs. En outre, sa résistance supérieure aux produits chimiques et à l'abrasion le rend parfait pour les environnements de travail difficiles.

Le frittage des céramiques est une technique à haute température qui consiste à densifier des matériaux en poudre pour en faire des solides par diffusion atomique sans les faire fondre, ce qui permet de produire des composants aux dimensions précises et aux géométries complexes. Le SiC de haute pureté est ensuite injecté dans des moules spécialement conçus dans le cadre de ce processus pour produire des composants aux dimensions exactes et aux géométries complexes. Après le frittage, les composants doivent être débillardés pour éliminer le liant polymère sans compromettre l'intégrité structurelle. Le débillardage de précision permet de créer des joints spéciaux ainsi que des composants automobiles avec des traitements de surface sur mesure pour améliorer les performances.

Les joints chargés en graphite présentent des propriétés autolubrifiantes qui réduisent le frottement entre les faces d'accouplement, améliorant ainsi la durabilité et les performances d'étanchéité tout en améliorant la stabilité thermique dans les environnements de fonctionnement difficiles. En outre, leur pouvoir lubrifiant accru augmente la stabilité thermique et résiste aux températures élevées pour une meilleure résistance dans les environnements de fonctionnement difficiles - des caractéristiques idéales pour les garnitures mécaniques utilisées dans les applications de pompes, les assemblages de vannes et les équipements rotatifs, ainsi que pour les garnitures hydrauliques conçues pour empêcher les fuites de fluides.