Facteurs influençant le prix du carbure de silicium par kilogramme

Le carbure de silicium est un matériau industriel inestimable aux multiples applications, dont le prix au kilogramme peut varier considérablement en fonction de facteurs allant de l'approvisionnement en matières premières et de la complexité de la transformation aux stratégies d'approvisionnement et aux décisions commerciales. Il est essentiel de bien connaître ces variables pour prendre des décisions avisées en matière d'achats et de gestion d'entreprise.

Le SiC est obtenu en faisant fondre ensemble du sable de quartz, du coke de pétrole et de la sciure de bois (le sel étant nécessaire pour le carbure de silicium « vert ») à haute température dans des fours à résistance. Les grades de pureté utilisés pour les applications dans le domaine des semi-conducteurs se vendent à des prix plus élevés en raison de spécifications de qualité très strictes.

Matières premières

Le carbure de silicium est obtenu à partir de matières premières telles que la silice (sable de quartz), des matériaux carbonés et du coke de pétrole, qui sont combinés chimiquement dans un four à résistance à haute température pour former du carbure de silicium. Le coût des matières premières peut influencer son prix. D'autres facteurs susceptibles d'avoir une incidence sur son coût comprennent le procédé de fabrication ou l'application prévue.

Le carbure de silicium est un matériau céramique exceptionnellement dur et résistant, capable de supporter des températures élevées, ce qui le rend idéal pour des applications telles que les abrasifs, les garnitures mécaniques et les outils de coupe. Le carbure de silicium présente une excellente conductivité thermique et un faible coefficient de dilatation, ce qui le rend résistant à l'usure. De plus, avec une dureté de 9,5 sur l'échelle de Mohs, il n'est devancé que par le diamant.

Elkem propose à la fois du carbure de silicium vert et noir d'une pureté pouvant atteindre 99% pour ses sites de production situés respectivement au Danemark et en Inde. Nous nous approvisionnons en carbure de silicium vert et noir auprès des meilleurs producteurs mondiaux et le traitons dans nos installations de pointe afin de répondre exactement aux spécifications de nos clients. Notre équipe de R&D travaille en étroite collaboration avec nos clients pour développer des mélanges sur mesure de carbure de silicium haut de gamme qui répondent parfaitement à leurs applications.

Processus de fabrication

Procédé de fabrication du carbure de silicium | Fabrication du carbure de silicium Le procédé de fabrication du carbure de silicium dépend de ses spécifications. Il existe trois formes principales : le carbure de silicium fritté (SSC), le carbure de silicium lié au nitrure (NBSC) et le carbure de silicium lié par réaction (RBSC). La taille des particules varie du sable réfractaire de 10 mm, utilisé comme milieu réfractaire, jusqu’à la poudre ultra-fine de 10 000 mesh, destinée aux applications de polissage. Les principaux ingrédients nécessaires à la production de SiC sont les suivants : silice et carbone issu de coke de pétrole graphité ; sciure de bois ; mélange de sciure de bois et de sel ; les déchets de carbure de silicium recyclés sont chauffés ensemble sous atmosphère contrôlée dans un four à résistance afin de créer du SiC vert.

Le carbure de silicium est produit dans le monde entier ; les prix de ce matériau dépendent de facteurs tels que l'efficacité de la chaîne d'approvisionnement et les coûts de production dans différentes régions. Une fois broyé en grains ou en poudre pour diverses applications, le carbure de silicium peut ensuite faire l'objet d'un traitement supplémentaire visant à améliorer certaines de ses propriétés, telles que sa structure cristalline et sa pureté chimique. La production de carbure de silicium s'effectue partout dans le monde, tandis que les prix varient en fonction de facteurs tels que l'efficacité de la chaîne d'approvisionnement et les coûts de production.

Le carbure de silicium (SiC) est un composé chimique extrêmement dur, constitué de silicium et de carbone. Bien qu’il existe à l’état naturel sous la forme d’un minéral rare appelé moissanite, le carbure de silicium est fabriqué à des fins commerciales depuis 1893 pour être utilisé comme abrasif. De plus, le SiC est également un semi-conducteur à large bande interdite utilisé dans des applications telles que l’électronique de puissance et les plaques en céramique des gilets pare-balles. La production de carbure de silicium fait appel à diverses techniques, chacune présentant des avantages : le procédé d’Acheson permet d’obtenir des saggars à haute résistance ; le pressage isostatique applique une pression uniforme dans toutes les directions, ce qui permet d’obtenir une densité plus élevée ; tandis que la méthode de Lely permet la croissance de grands monocristaux qui sont ensuite taillés en pierres précieuses appelées « moissanite synthétique ».

Pureté

La poudre de carbure de silicium est un composé chimique extrêmement dur, présentant une dureté de 9 sur l'échelle de Mohs et une densité de 3,2 g/cm³. Ce matériau céramique léger offre une excellente résistance à la corrosion, aux acides et une bonne conductivité thermique – des propriétés qui le rendent particulièrement adapté à une utilisation dans les fours de diffusion.

Le carbure de silicium se présente sous deux formes : noire et verte. Le carbure de silicium noir peut être produit à haute température à l'aide de fours électriques à résistance rectangulaires contenant du sable de quartz et du coke de pétrole ; sa pureté peut atteindre 98%. Le carbure de silicium vert peut être obtenu en chauffant du sable et du coke de pétrole à haute température ; sa dureté extrême permet de meuler des matériaux à faible résistance à la traction, tels que la fonte trempée, le marbre et le granit, tandis que son faible coefficient de dilatation thermique et son inertie chimique le rendent adapté à des applications telles que les matériaux réfractaires, les parois de chaudières et de fours, les briques à damier, les moufles, les accessoires de four et les plateaux utilisés dans les usines de purification du zinc.

Le prix du carbure de silicium dépend de la taille et de la qualité du produit ; le SiC abrasif de qualité inférieure coûte généralement entre $1 et $3 le kilogramme, tandis que le carbure de silicium de haute pureté utilisé dans les équipements pour semi-conducteurs et LED peut dépasser $20. La conjoncture économique et commerciale mondiale a également une incidence sur la structure des prix du carbure de silicium ; c'est pourquoi il est essentiel pour les entreprises de bien comprendre la structure des prix de ce matériau de pointe afin de s'imposer avec succès dans un environnement industriel concurrentiel.

Applications

Le carbure de silicium est un matériau polyvalent qui trouve de nombreuses applications dans des domaines aussi variés que l'automobile, les énergies renouvelables et l'aérospatiale. La combinaison exceptionnelle de ses propriétés de résistance mécanique, de résistance aux hautes températures et de résistance à la corrosion en fait le matériau idéal pour ces utilisations ; de plus, sa faible section efficace neutronique le rend également adapté aux applications dans les réacteurs nucléaires. Le carbure de silicium est également utilisé dans la fabrication de diodes électroluminescentes (LED), car son rendement et sa durabilité supérieurs surpassent ceux d’autres types de matériaux semi-conducteurs.

Les matériaux réfractaires sont généralement fabriqués selon le procédé Acheson, à l'aide de fours électriques à résistance de section rectangulaire ; il existe toutefois des techniques plus récentes qui permettent de réduire les émissions de gaz résiduaires. Malheureusement, leur production nécessite une consommation d'énergie importante, ce qui rend leur coût prohibitif, entraînant ainsi une délocalisation de la production hors d'Europe et d'Amérique du Nord vers l'Asie, où les coûts énergétiques sont nettement moins élevés.

Le carbure de silicium granulaire d’une pureté de 99 % est largement utilisé pour le sablage et le meulage de matériaux durs, notamment la fonte trempée et d’autres matériaux à faible résistance à la traction, grâce à sa dureté supérieure à celle du carbure de silicium noir. De plus, son pouvoir de coupe tranchant le rend également adapté au meulage de la céramique.

Le carbure de silicium se distingue du diamant en ce qu'il peut être produit par synthèse et se présenter sous différentes formes et tailles, ce qui rend son prix variable en fonction de divers facteurs tels que la disponibilité des matières premières ou la complexité des procédés de transformation ; les entreprises à la recherche de ce matériau doivent tenir compte de cette complexité afin d'optimiser leur stratégie d'approvisionnement.