Découvrez la force du carbure de silicium fritté

Le carbure de silicium (SiC) est l'un des matériaux les plus durs qui soient sur Terre ; il conserve sa dureté même à des températures élevées. De plus, le SiC présente d'excellentes propriétés en termes de résistance à l'usure, de résistance à la flexion, de stabilité chimique et de conductivité thermique.

Les nuances Purebide de Morgan conviennent à de nombreuses applications grâce à leur excellente résistance à l'usure et à la corrosion, ce qui en fait un excellent choix pour les composants d'étanchéité à paires de revêtements durs.

Plaques de blindage balistique

Les gilets pare-balles reposent sur des plaques qui arrêtent les balles et préviennent les blessures ; leur solidité et leur résistance balistique doivent répondre à des normes d'essai rigoureuses pour pouvoir continuer à être utilisés.

La certification NIJ consiste à tirer des projectiles à différentes vitesses afin de tester l'efficacité avec laquelle une plaque les arrête ; il est donc essentiel que ces essais soient menés dans les règles de l'art.

La présente invention concerne un procédé de fabrication de céramiques en carbure de silicium lié par réaction (RBSC) destinées à être utilisées dans le domaine du blindage. Un tissu en carbone fibreux ou une préforme de blindage contenant des particules de carbure de silicium est transformé chimiquement par contact avec un agent d'infiltration fondu, ce qui crée des couches qui réduisent la profondeur de la signature de la face arrière de 50 % par rapport au carbure de silicium fritté à l'état solide (SSIC) disponible dans le commerce, tout en améliorant les capacités d'absorption d'énergie lors des essais SA.

Tubes de protection pour thermocouples

Les céramiques au carbure de silicium comptent parmi les plus dures et les plus résistantes à la chaleur des céramiques fines ; elles conservent leur résistance même à des températures élevées, ce qui les rend idéales pour les garnitures mécaniques et les composants de pompes haute performance. De plus, les semi-conducteurs électriques au carbure de silicium offrent une semi-conductivité électrique ainsi qu’une résistance supérieure à la corrosion chimique et à l’abrasion.

Les tubes de protection en céramique servent à protéger les thermocouples en métaux nobles contre les environnements hostiles et l'exposition directe aux flammes ; ils sont souvent fabriqués en alumine et présentent une épaisseur de paroi importante afin de prolonger leur durée de vie et d'améliorer leur protection. Les thermocouples étant sensibles à l'oxydation et à l'abrasion, nous proposons également des tubes de protection en SiC alpha (SA) en SiC fritté, capables de résister à des pressions allant jusqu’à 4 500 psig tout en offrant une résistance maximale grâce à leur structure à grains fins et en étant imperméables aux gaz à des pressions allant jusqu’à 4 500 psig – deux solutions idéales pour protéger les thermocouples délicats contre les environnements hostiles et l’exposition directe aux flammes.

Disques et plaquettes de frein

Les plaquettes en céramique renforcée de carbone et liée au carbure de silicium présentent une résistance mécanique importante, des propriétés de frottement supérieures et une capacité de charge thermique élevée, tout en affichant des taux d'usure réduits par rapport aux plaquettes de série à liant organique, qui ont des coefficients de frottement plus faibles et des taux d'usure plus élevés.

Les disques de frein en carbone-céramique sont couramment utilisés sur les véhicules haut de gamme et de luxe, offrant des avantages en termes de réduction de poids, de résistance à la chaleur, de longévité et de flexibilité de conception. Ils sont disponibles en version perforée ou pleine ; en général, la version pleine offre une meilleure résistance dans les environnements froids. Un usinage de chaque disque permet d'éliminer les variations d'épaisseur dues à la non-perpendicularité de la face du moyeu ainsi que les légers dommages superficiels, afin de garantir son bon fonctionnement dans les climats froids.

Composants du moteur

Les garnitures mécaniques en carbure de silicium fritté sont réputées pour leur résistance exceptionnelle au glissement face aux fluides abrasifs et corrosifs, ainsi que pour leur résistance aux températures élevées, ce qui en fait le matériau idéal pour empêcher les fuites de fluides ou de gaz au niveau des pompes dans des environnements hostiles. Leur dureté et leur résistance en font également d'excellents isolants contre les dommages thermiques causés par les conditions environnementales.

Le matériau est obtenu par traitement de poudre à granulométrie fine et moulage de flans, avant d'être fritté dans une atmosphère inerte à une température comprise entre 1 950 et 2 100 °C afin de se solidifier en un matériau céramique.

Le frittage sans pression permet d'obtenir des produits plus denses et plus homogènes, présentant une meilleure résistance à la flexion ainsi qu'une meilleure résistance aux milieux acides et alcalins que le frittage par réaction, ce qui le rend particulièrement adapté à la fabrication de composants de moteurs et de pièces de machines industrielles soumises à l'abrasion.

Turbines d'aéronefs et sous-systèmes satellitaires

Le carbure de silicium fritté se distingue par sa dureté, sa résistance mécanique, sa résistance à l'usure et sa résistance à la corrosion exceptionnelles – des qualités qui en font le matériau de référence dans les applications industrielles. Nos tubes de protection pour thermocouples en carbure de silicium fritté permettent des mesures de température précises dans des conditions difficiles en protégeant les thermocouples contre des gaz tels que le chlorure d'hydrogène ou les températures élevées, ce qui prolonge la durée de vie des capteurs et garantit la précision des mesures.

Pour fabriquer ce matériau céramique résistant, de la poudre fine de silice est mélangée à un liant non oxydé, puis mise en forme soit par extrusion (tubes), soit par pressage isostatique à froid (plaques et blocs). Après mise en forme, ces pièces sont frittées à une température comprise entre 1 950 et 2 100 °C dans une atmosphère de gaz inerte, selon des techniques de frittage par réaction ou sans pression, ce qui nous permet d'obtenir des produits d'une très grande densité.

Systèmes de protection des véhicules et des personnes

Les équipages des véhicules modernes sont confrontés à de nombreuses menaces, tant en milieu urbain que sur des théâtres d'opérations ouverts, notamment des menaces balistiques, électroniques et liées aux engins explosifs improvisés (RCIED), qui les exposent à un risque sérieux de blessures, voire de décès.

Le frittage est un procédé à haute température qui permet de densifier des matériaux pulvérulents pour les transformer en solides sous l'effet de la chaleur et de la pression, ce qui donne naissance à des céramiques et à des métaux dotés de caractéristiques uniques, conçus pour répondre aux exigences rigoureuses d'applications exigeantes.

Le carbure de silicium fritté sans pression est obtenu à partir de poudre de carbure de silicium pur mélangée à des adjuvants de frittage exempts d'oxydes, dans un environnement de gaz inerte, à des températures supérieures au point eutectique du grenat d'yttrium-aluminium (YAG). Ce procédé peut également être utilisé avec différents types de liants pour fabriquer des produits de formes variées.