Plaque de carbure de silicium

Les plaques de carbure de silicium sont utilisées comme systèmes de protection balistique contre les balles et autres menaces, offrant des propriétés thermiques, chimiques et mécaniques imbattables.

Les plaques céramiques pour les essais CA et SA ont été collées couche par couche sur des gaines d'armure flexibles en tissus UHMWPE, puis comparées à des plaques SSIC et à des couches graduelles de SiC avec une couche d'interface.

Haute résistance

Le carbure de silicium (SiC) est un matériau céramique avancé produit par frittage de particules de silice en structures extrêmement dures et denses, présentant des propriétés mécaniques exceptionnelles ainsi qu'une résistance à la corrosion, aux températures élevées et à l'usure. Le carbure de silicium est particulièrement apprécié pour les applications nécessitant résistance et ténacité, telles que les meules de tronçonnage ou les meules d'affûtage. Ses propriétés thermiques sont également exceptionnelles, avec notamment de faibles taux de dilatation thermique et une conductivité thermique élevée.

Les plaques de SiC se présentent sous différentes formes et tailles, qui peuvent être usinées pour répondre aux besoins d'applications spécifiques. En outre, le SiC est souvent associé à d'autres matériaux pour former des composites offrant une résistance exceptionnelle à l'usure, ce qui est particulièrement utile dans les applications impliquant des températures élevées, telles que les composants aérospatiaux ou automobiles.

Les performances thermiques des alliages Al/SiC dépendent fortement de leur fraction volumique et de la distribution de la taille des particules dans les préformes en SiC. Pour maximiser la fraction volumique et obtenir des performances supérieures en matière de TC et de réduction du CTE, il est essentiel d'optimiser la distribution de la taille des particules de SiC en optimisant les conditions de frittage et en limitant le taux de croissance des grains. Cela permet aux particules fines d'entourer les plus grosses ou de remplir les vides plus efficacement pour une meilleure efficacité de l'emballage qui donne des valeurs TC élevées ainsi qu'une plus grande résistance aux chocs à haute température - ces caractéristiques sont illustrées dans le tableau 1. La résistance à la flexion et les températures des échantillons frittés soit par CS dans l'air, soit par RS dans le vide, avec différentes distributions de tailles de particules de SiC, sont également indiquées ici à des fins de comparaison.

Résistance aux hautes températures

Les plaques de carbure de silicium ont la capacité de résister à des températures élevées tout en restant intactes, offrant une conductivité thermique, une résistance chimique et une tolérance aux contraintes supérieures - des qualités qui les rendent adaptées aux processus de croissance épitaxiale.

Les plaques de carbure de silicium sont utilisées dans de nombreuses applications industrielles, qu'il s'agisse de matériaux abrasifs, de buses de pulvérisation ou de toute une série d'autres utilisations. Leur dureté Mohs rivalise avec celle du diamant, ce qui rend ce matériau extrêmement solide et résistant, tout en restant suffisamment léger pour être utilisé dans des machines et pour être facilement transformé en diverses formes.

Le SiC fritté présente une excellente stabilité thermique, de faibles taux de dilatation et une résistance à des températures allant jusqu'à 1400 degrés Celsius. En outre, sa résistance aux acides, aux alcalis et aux sels fondus en fait une céramique technique inestimable.

Les plaques de carbure de silicium (plaques SIC) présentent une résistance aux températures élevées qui les rend aptes à être utilisées dans de nombreux environnements industriels, de la métallurgie à la fabrication du verre, en passant par les fours à navettes, les fours tunnels et les fours à rouleaux pour la céramique. Les plaques SIC à liant nitrure de silicium sont fabriquées à partir de grains de carbure de silicium synthétiques (SIC), de composants de liaison sélectionnés, puis séchées et frittées dans des fours à haute température avant d'être utilisées pour le revêtement de hauts fourneaux, le revêtement de bains électrolytiques d'aluminium, les cuves de verre ou les industries de fusion de métaux non ferreux comme plaques de cisaillement/plaques de poussée/fourneaux/autres formes de fours à haute température.

Résistance chimique

Les plaques en carbure de silicium sont idéales pour les applications nécessitant une résistance chimique élevée. Leur matériau céramique est inerte et offre une résistance à la corrosion exceptionnelle par rapport aux métaux et aux polymères plastiques ; CoorsTek peut adapter ses formulations et ses processus pour répondre aux exigences d'applications spécifiques. Le carbure de silicium présente également une excellente résistance à l'abrasion ; sa dureté de Mohs de 9 lui permet de couper d'autres matériaux sans subir de dommages ou d'usure.

Le SiC peut être créé par le processus de frittage pour former des matériaux denses et solides capables de résister à des températures élevées, ce qui les rend appropriés pour diverses utilisations industrielles telles que le blindage et la protection balistique, les outils de coupe, les composants résistants à l'usure et les taux de dilatation thermique. Les plaques de SiC présentent d'excellentes propriétés thermiques, car elles ont un faible taux de dilatation tout en ayant un module d'Young élevé.

Le carbure de silicium possède une excellente résistance à l'oxydation et à la corrosion en raison de la formation de films protecteurs de silice dans les environnements contenant de l'oxygène, ce qui lui confère une résistance à l'oxydation et une protection contre la corrosion exceptionnelles. Toutefois, dans les environnements acides tels que les acides sulfuriques ou nitriques, il devient vulnérable en raison de sa fragilité et de son incompatibilité avec d'autres métaux. Ce problème peut être résolu par l'ajout de chrome, qui améliore la résistance des joints de grains tout en réduisant l'interdiffusion des sels corrosifs.

Léger

Les plaques de carbure de silicium font désormais partie intégrante des systèmes de blindage modernes, offrant une protection inégalée contre diverses menaces. Leur légèreté leur permet d'être intégrées de manière transparente dans les équipements de protection sans ajouter de poids significatif. En outre, ces matériaux présentent également une résistance exceptionnelle à la dégradation chimique ainsi que des propriétés de résistance à l'usure.

Les gilets pare-balles, les gilets pare-balles et les boucliers intègrent souvent ces composants. Les casques tactiques qui en sont équipés offrent une protection supplémentaire contre les balles et les éclats d'obus. Les véhicules blindés tels que les chars et les véhicules blindés de transport de troupes utilisent également ces panneaux pour protéger les soldats contre les tirs d'armes telles que les chars ou les véhicules blindés de transport de troupes ; en outre, ils renforcent les avions et les hélicoptères ainsi que les barricades utilisées par les forces de l'ordre ou les forces de sécurité dans les situations à haut risque.

La plaque Sic est formée par le frittage de poudre de carbure de silicium à haute température, produisant un matériau dense et solide doté d'une excellente résistance à la corrosion et pouvant supporter des températures allant jusqu'à 1 550 degrés Celsius. Il s'agit d'un choix idéal pour diverses applications industrielles, notamment les revêtements de fours et les matériaux de réservoirs dans l'industrie métallurgique ; une bonne conductivité thermique signifie une faible dilatation, ce qui permet une utilisation à long terme à haute température sans problèmes de dilatation ou de rétrécissement ; en outre, une excellente résistance à l'abrasion et à l'érosion en fait un excellent matériau pour les buses de pulvérisation, les buses de grenaillage, etc.