Composé de carbure de silicium

Le carbure de silicium (SiC), également appelé carborundum, est un matériau haute performance doté d'une résistance et d'une durabilité supérieures, largement utilisé dans les applications nécessitant une résistance aux températures élevées, telles que les capteurs de gaz et les détecteurs de rayonnements.

Les courbes DSC ont révélé que l'ajout de SiC au SBR/BR-SiC accélérait considérablement sa réaction de durcissement à une vitesse de chauffage de 10 K/min et entraînait une augmentation de la variation d'enthalpie proportionnelle à la teneur en SiC.

Conductivité thermique élevée

La conductivité thermique élevée du SiC en fait un excellent matériau pour les hautes températures, qu'il s'agisse de fours, d'échangeurs de chaleur ou d'autres composants de systèmes de conversion d'énergie. En outre, sa faible dilatation thermique et sa résistance élevée en font un matériau idéal pour les réfractaires ou les composants thermostructurels des fours ou des échangeurs de chaleur, sans parler des systèmes de conversion d'énergie eux-mêmes ! Enfin, le SiC est également un semi-conducteur efficace pour les capteurs UV dans diverses industries, notamment l'aérospatiale et la production d'énergie nucléaire.

La conductivité thermique du SiC dépend de la taille de ses grains et de la concentration d'impuretés dans son réseau cristallin, ainsi que de la température de la chambre de dépôt et des débits des gaz réactifs ; la modification de ces variables peut augmenter ou diminuer sa conductivité thermique.

Le SiC est une céramique extraordinaire, qui se distingue par une structure cristalline composée de liaisons atomiques de carbone et de silicium disposées en tétraèdre, ce qui lui confère une dureté extraordinaire, une résistance mécanique, une faible densité, une inertie chimique et une conductivité thermique élevée. Ces propriétés, ainsi qu'une résistance élevée aux chocs thermiques, lui confèrent des propriétés exceptionnelles de résistance aux chocs ; le SiC survit même aux environnements oxydants à haute température, ce qui le rend adapté aux environnements d'usure impliquant des abrasifs ou des applications d'usure résistantes à la corrosion.

Résistance élevée aux chocs thermiques

Le carbure de silicium (SiC) présente une résistance supérieure aux chocs thermiques, ce qui en fait un excellent matériau réfractaire. En raison de sa faible dilatation thermique et de sa conductivité thermique élevée, le carbure de silicium peut facilement s'adapter à des changements de température soudains sans se détacher de son environnement. Toutefois, des fluctuations de température rapides peuvent induire des contraintes mécaniques qui provoquent des fissures dans sa matrice céramique ou des microfissures qui l'endommagent de manière permanente.

Le SiC peut être facilement façonné en différentes formes pour être utilisé dans diverses applications. Le collage par réaction et le frittage sont des méthodes populaires de production du SiC, chaque méthode modifiant à la fois sa microstructure et ses propriétés de résistance. Le SiC lié par réaction est formé par l'infiltration de compacts de mélanges de SiC et de carbone avec du silicium fondu qui réagit avec le carbone pour produire du SiC supplémentaire tout en produisant des quantités significatives de silicium amorphe.

Les composites RBSC ne contiennent pas de particules grossières de SiC, ce qui peut expliquer leur résistance supérieure aux chocs thermiques. En outre, ils présentent un collet plus élevé et moins de poches de silicium que les corps poreux comparables en SiC ; de plus, ces matériaux possèdent une conductivité thermique supérieure à celle des matériaux commerciaux en graphite converti siliconé.

Résistance élevée à la traction

La grande résistance à la traction du carbure de silicium en fait un matériau idéal pour les capteurs mécaniques à haute sensibilité à la force, ainsi que sa bonne résistance chimique et son utilisation dans des environnements à haute température. En outre, cette céramique polyvalente et durable peut être fabriquée sous forme poreuse ou solide ; à l'état solide, elle peut être utilisée comme réfractaire ou composant thermostructurel ; elle est également utilisée dans les fours, les échangeurs de chaleur et les dispositifs de conversion d'énergie, et constitue un choix de matériau idéal pour les joints de pompe, les corps, les buses, les guides filets, les guides filets, les guides filets, les guides filets, les guides filets, les guides filets, les guides filets, etc.

Li et al. ont créé des SiC liés par réaction (RBSC) en dispersant uniformément des fibres hachées dans une suspension de silice bimodale. Leur étude a démontré que ces RBSC présentent une résistance supérieure à la flexion et à la rupture, surpassant les monolithiques, avec l'augmentation des températures de traitement thermique ; leur résistance à la traction a augmenté en même temps ; cette résistance s'est également maintenue après les tests d'oxydation thermique, ce qui prouve qu'ils protègent efficacement les microstructures a-SiC incorporées de la dégradation oxydative à haute température.

Haute ductilité

Le carbure de silicium (SiC) est un matériau cristallin artificiel présentant des liaisons covalentes Si-C très fortes qui le rendent à la fois dur et cassant, tout en étant résistant aux produits chimiques et stable en température. Le carbure de silicium est principalement utilisé dans les dispositifs à semi-conducteurs, les outils électriques et les diodes électroluminescentes. En outre, il est couramment utilisé dans les applications résistantes aux radiations dans les équipements d'imagerie médicale et les applications de blindage contre les radiations. Le SiC peut être acheté sous forme de poudre ou de matériaux entièrement denses tels que les réfractaires et les corps de filtres poreux présentant une résistance supérieure aux radiations ; il peut également être utilisé dans les composites à matrice céramique qui présentent d'excellentes qualités de résistance à la rupture par fluage.

La réduction de la ductilité des composites à matrice de carbure de silicium/aluminium renforcés par des particules en optimisant leur microstructure peut considérablement améliorer leur ductilité. La métallurgie des poudres offre un moyen d'y parvenir ; des bandes de SiCm à gros grains (CG) entrecoupées de grains ultrafins contenant du SiCsm peuvent être introduites par le biais de processus de poudrage.

Un système innovant de gelcasting non aqueux composé de résine phénolique et d'alcool furfurylique a été développé pour le moulage des RBSC, éliminant ainsi les problèmes d'exfoliation de surface associés aux systèmes de gelcasting à base d'acrylamide. En conséquence, ces nouveaux RBSC présentent une microdureté et une ténacité élevées grâce aux liens solides entre le revêtement SiC et les MWCNT.

Haute résistance à l'oxydation

Le carbure de silicium (SiC) se distingue de la plupart des céramiques par sa résistance exceptionnelle à l'oxydation dans les environnements à haute température, grâce à la formation d'une couche d'oxyde à sa surface, appelée SiO2, qui le protège contre toute réaction ultérieure avec des composés oxydants. En outre, le SiC est enrichi d'éléments tels que le chrome, le titane et l'aluminium, qui augmentent encore sa résistance à la corrosion.

Le comportement d'oxydation du SiC est déterminé à la fois par le type et la concentration des dopants et par son environnement. Les dopants s'intègrent dans des sites C quasi-hexagonaux (h) ou quasi-cubiques (k) énergétiquement non équivalents dans sa structure cristalline ; leur énergie d'ionisation influence également leur comportement d'oxydation dans différentes conditions environnementales.

Le SiC peut améliorer de manière significative sa résistance à l'oxydation grâce à l'utilisation d'un minicomposite d'oxyde EBC avec un revêtement de mullite utilisé comme matériau d'infiltration initial, cette couche servant de barrière d'infiltration entre l'oxyde EBC et le substrat SiC, empêchant ainsi son oxydation - un facteur essentiel pour atteindre une résistance à l'oxydation élevée pour les composites RBSC.