Le carbure de silicium (SiC) est l'une des céramiques industrielles réfractaires les plus utilisées, car il présente des propriétés mécaniques très denses et solides qui le rendent particulièrement adapté aux applications impliquant des températures et des pressions élevées.
La diffraction des neutrons et les expériences balistiques ont permis de comprendre comment la précontrainte induite thermiquement affecte le confinement des tuiles circulaires en SiC dans des conditions de précontrainte thermique, conduisant à leur confinement dans des conditions de précontrainte thermique et à des niveaux de précontrainte ultérieurs. Les analyses post mortem par micro-TDM ont montré comment le confinement modifiait la trajectoire du cône hertzien, réduisant ainsi les dommages.
Résistance aux températures élevées
Le carbure de silicium possède une résistance mécanique et une ténacité impressionnantes à haute température, tout en étant résistant à la corrosion par les acides. Grâce à ces propriétés, il constitue un excellent choix de matériau pour les composants de fours, les buses et les bagues d'étanchéité, ainsi que pour les industries métallurgiques, les dispositifs de préparation des plaquettes de semi-conducteurs et les matériaux de gainage des combustibles nucléaires.
Le carbure de silicium céramique offre une excellente résistance à la corrosion, à l'abrasion et à l'érosion, ainsi qu'une résistance aux chocs, une résistance au fluage à haute température et des propriétés d'absorption des chocs thermiques - des propriétés idéales pour une utilisation en tant que matériau d'étanchéité dans des applications de pompes fonctionnant dans un large éventail d'environnements.
LS-DYNA a été utilisé pour modéliser la réponse à l'impact des faces de frappe d'un réseau de tuiles SiC à l'aide d'un cadre de simulation en deux étapes. L'étape initiale a simulé le confinement et la précontrainte par le biais d'une simulation de contact inadapté, produisant des contraintes de cerceau qui ont ensuite été mappées dans le modèle pour la simulation balistique ultérieure ; les résultats des contraintes étaient très cohérents avec les données mesurées.
Haute résistance
Le carbure de silicium est un matériau extrêmement dur et très résistant. Sa résilience le rend idéal pour les applications d'usure telles que les joints mécaniques et les plaques pare-balles, où le contact répété entre des particules ou des surfaces dures l'expose à des contraintes répétées.
Le SiC est connu pour sa stabilité chimique exceptionnelle et peut résister aux acides et aux alcalis, ce qui en fait un excellent matériau à utiliser dans les environnements industriels difficiles. En outre, sa capacité à résister aux températures extrêmes et à l'abrasion fait du SiC l'un des matériaux céramiques les plus résistants à l'usure disponibles aujourd'hui.
En utilisant le logiciel de simulation multiphysique LS-DYNA, les contraintes de cerceau dans la tuile SiC et le collier en acier ont été mesurées. Une simulation de contact par inadaptation a été initialisée, suivie d'un mappage des résultats dans une simulation balistique pour les spécimens soumis à des contraintes et non soumis à des contraintes ; la précision pour les deux s'est avérée être d'environ 5×10-5 mstrains, ce qui est comparable aux résultats d'essais de traction. Le SiC RB étant fabriqué dans de nombreuses formes et tailles, il peut être utilisé dans de nombreuses applications.
Haute résistance à la corrosion
Le carbure de silicium est l'un des matériaux céramiques les plus durs et les plus durables du marché. Il possède une résistance mécanique exceptionnelle à haute température, ainsi que des propriétés de résistance au fluage et aux chocs thermiques. En outre, le carbure de silicium présente une excellente résistance à la corrosion - il résiste aux acides et aux lessives sans dégradation de son intégrité.
Grâce à sa structure stable de liaison Si-C, la céramique de carbure de silicium forme une couche superficielle protectrice d'oxyde de silicium qui la protège des produits chimiques et autres corrosifs susceptibles de l'attaquer, ce qui en fait un choix précieux pour les usines chimiques, les broyeurs et d'autres équipements.
La céramique Hexoloy SA de Saint-Gobain est un matériau de carbure de silicium fritté sans pression. Comparé au SiC lié par réaction, le SiC fritté sans pression offre des densités plus faibles, des niveaux de pureté plus élevés et des propriétés mécaniques supérieures telles que la résistance à la traction et la vitesse de l'onde de masse. En outre, le SiC fritté sans pression est très résistant à la corrosion par l'acide fluorhydrique, ce qui en fait la céramique de choix pour les applications énergétiques et métallurgiques, ainsi que pour les plaques pare-balles conçues pour résister à des projectiles à grande vitesse.
Haute résistance à l'abrasion
Les tuiles et plaques de revêtement en céramique de carbure de silicium offrent une protection inégalée contre l'abrasion extrême, les températures élevées, l'exposition aux produits chimiques, les chocs, les coûts de réduction des temps d'arrêt et les dépenses de remplacement. Elles durent plus longtemps que l'acier ou les céramiques standard, ce qui permet d'accroître la productivité tout en réduisant les temps d'arrêt et les dépenses de remplacement.
La céramique de carbure de silicium lié par réaction (RSIC/SISIC) est un matériau d'ingénierie composé de silicium métallique 7-15% et d'un peu de carbone non réagi, tel que du charbon ou du coke de pétrole non réagi. Duratec est spécialisé dans l'offre de RSIC/SISIC de différentes formes et tailles pour répondre aux besoins d'applications variées dans l'exploitation minière, la production d'acier, les mines de charbon, les industries chimiques, les industries de fabrication de matières premières, ainsi que les traitements d'étanchéité mécanique ou de sablage de surface.
RSIC/SISIC a une dureté Mohs de 9,5 et est plus dur que le saphir mais pas que le diamant. Il est résistant à l'abrasion et à la corrosion et présente une résistance supérieure à l'oxydation, une résistance aux chocs thermiques et des propriétés chimiquement inertes qui prolongent la durée de vie des équipements et assurent une bonne stabilité. Il est idéal comme matériau résistant à l'usure dans les goulottes, les cyclones ou les silos pour prévenir l'abrasion des équipements qui réduit la durée de vie en prolongeant la durée de service.
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