Le carbure de silicium (SiC) pr\u00e9sente de faibles taux de dilatation thermique, ce qui en fait un excellent choix de mat\u00e9riau pour les miroirs aux points focaux des t\u00e9lescopes astronomiques. En outre, le carbure de silicium offre une rigidit\u00e9 et une solidit\u00e9 excellentes, ainsi qu'une r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion chimique.<\/p>\n
La production de carbure de silicium suit g\u00e9n\u00e9ralement le proc\u00e9d\u00e9 Acheson. Il s'agit de m\u00e9langer du sable siliceux avec du carbone dans un four \u00e0 r\u00e9sistance \u00e9lectrique avant de faire passer un courant \u00e9lectrique - cette m\u00e9thode de production est connue sous ce nom.<\/p>\n
La production industrielle moderne de carbure de silicium repose en grande partie sur le proc\u00e9d\u00e9 Acheson cr\u00e9\u00e9 par Edward Goodrich Acheson (1856-1931). Ce proc\u00e9d\u00e9 de r\u00e9duction carbothermique utilise du coke de p\u00e9trole et du quartz comme mati\u00e8res premi\u00e8res, cr\u00e9ant du carbure de silicium par des r\u00e9actions \u00e0 haute temp\u00e9rature de plus de 2000 degr\u00e9s Celsius dans un four \u00e0 r\u00e9sistance thermique.<\/p>\n
Le proc\u00e9d\u00e9 Acheson n'est pas efficace sur le plan \u00e9nerg\u00e9tique et \u00e9met de grands volumes de gaz r\u00e9duits (CO, NH3, N2 et H2). Pour att\u00e9nuer cet effet, il est possible d'ajouter un syst\u00e8me de collecte des gaz, mais cela augmenterait les besoins \u00e9nerg\u00e9tiques globaux tout en compliquant la conception technique des fours.<\/p>\n
La mod\u00e9lisation du proc\u00e9d\u00e9 Acheson est essentielle pour comprendre sa formation \u00e0 haute temp\u00e9rature et optimiser l'efficacit\u00e9 de cette m\u00e9thode de production de SiC. Le comportement des impuret\u00e9s doit \u00eatre pr\u00e9dit sur l'ensemble de la plage de temp\u00e9rature (1500-2500 degC) o\u00f9 se produit la formation du SiC, ce qui est particuli\u00e8rement important lorsqu'il s'agit de mati\u00e8res premi\u00e8res contenant de l'Al, du Fe, du Ca, du Mg et des m\u00e9taux alcalins qui composent le m\u00e9lange de mati\u00e8res premi\u00e8res utilis\u00e9 dans les proc\u00e9d\u00e9s Acheson tels que la production de SiC.<\/p>\n
Une approche innovante a \u00e9t\u00e9 adopt\u00e9e pour mod\u00e9liser le proc\u00e9d\u00e9 Acheson. Un mod\u00e8le math\u00e9matique incorpore la conduction, la convection et le rayonnement dans ses \u00e9quations de bilan thermique \u00e0 l'aide de la m\u00e9thode des volumes finis. Ce mod\u00e8le a ensuite \u00e9t\u00e9 valid\u00e9 par rapport aux donn\u00e9es exp\u00e9rimentales pour fournir une excellente comparaison entre les r\u00e9sultats calcul\u00e9s et les r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux.<\/p>\n
Le proc\u00e9d\u00e9 Lely est une solution tout-en-un pour la croissance de cristaux de carbure de silicium de grand diam\u00e8tre. La premi\u00e8re \u00e9tape, connue sous le nom de croissance des semences, consiste \u00e0 chauffer de petits cristaux de semence de qualit\u00e9 suffisante jusqu'\u00e0 ce que leur taille augmente par sublimation dans une cavit\u00e9 isotherme contenant des sources cristallines de carbure de silicium ; le chauffage s'effectue \u00e0 des temp\u00e9ratures inf\u00e9rieures \u00e0 celles utilis\u00e9es pour sublimer les grains, ce qui cr\u00e9e un gradient de temp\u00e9rature, fournissant des surfaces de croissance au sein de cet espace isotherme pour que ces semences plus grandes puissent se d\u00e9velopper.<\/p>\n
Dans ce mode de r\u00e9alisation pr\u00e9f\u00e9r\u00e9, le syst\u00e8me 10 comprend un susceptor ou creuset \u00e0 carbone ferm\u00e9 12 avec un rev\u00eatement en carbone (de pr\u00e9f\u00e9rence en graphite) \u00e0 son extr\u00e9mit\u00e9 scell\u00e9e et un espace central vide d\u00e9fini par celui-ci. Un appareil de chauffage par induction 24 est g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9 comme source de chaleur primaire pour initier la sublimation du carbure de silicium \u00e0 partir de son mat\u00e9riau source.<\/p>\n
Le rev\u00eatement en carbone des creusets doit avoir un rapport Si\/C \u00e9lev\u00e9 afin de r\u00e9agir avec la vapeur de Si libre produite lors de la sublimation du SiC et de r\u00e9duire son \u00e9limination du processus. Les r\u00e9actions d'hydrocarbures peuvent obstruer les installations et perturber le fonctionnement des appareils de chauffage par induction ; pour prot\u00e9ger les installations et le fonctionnement des appareils de chauffage par induction contre cette menace potentielle, un gaz protecteur tel que l'argon est souvent diffus\u00e9 \u00e0 travers les extr\u00e9mit\u00e9s ferm\u00e9es des creusets afin de cr\u00e9er une atmosph\u00e8re propice au chauffage des mat\u00e9riaux pr\u00e9curseurs en toute s\u00e9curit\u00e9.<\/p>\n
Le d\u00e9p\u00f4t chimique en phase vapeur, ou CVD, est une technique de fabrication utilis\u00e9e pour former des films en introduisant des compos\u00e9s pr\u00e9curseurs dans une chambre o\u00f9 ils r\u00e9agissent ensemble et se d\u00e9posent sur les surfaces des substrats. Qu'il s'agisse de cr\u00e9er des rev\u00eatements argent\u00e9s sur les sacs de chips ou de fabriquer des \u00e9quipements \u00e9lectroniques complexes, le d\u00e9p\u00f4t en phase vapeur reste une technique de fabrication pr\u00e9cieuse qui ne cesse de s'\u00e9tendre et de s'affiner.<\/p>\n
Les proc\u00e9d\u00e9s de fabrication du carbure de silicium tels que le d\u00e9p\u00f4t chimique en phase vapeur (CVD) permettent de cr\u00e9er des produits d'une durabilit\u00e9 sup\u00e9rieure qui r\u00e9sistent aux temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es, \u00e0 l'exposition aux radiations et \u00e0 l'\u00e9rosion chimique. En outre, les ing\u00e9nieurs concepteurs pr\u00e9f\u00e8rent souvent le carbure de silicium en raison de sa r\u00e9sistance \u00e9lectrique plus faible, de l'ordre d'un ohm par cm.<\/p>\n
Contrairement aux proc\u00e9d\u00e9s d'oxydation thermique utilis\u00e9s pour produire du dioxyde de silicium, qui consomment une partie de ce qu'ils recouvrent, les proc\u00e9d\u00e9s CVD pour le carbure de silicium peuvent \u00eatre r\u00e9alis\u00e9s sur n'importe quel mat\u00e9riau semi-conducteur cristallin. Ils combinent du m\u00e9thyltrichlorosilane (MTS) d\u00e9compos\u00e9 avec de l'hydrog\u00e8ne \u00e0 temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e et une pression r\u00e9duite \u00e0 temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e pour produire des cristaux de SiC pur d'une densit\u00e9 th\u00e9orique sup\u00e9rieure \u00e0 90%.<\/p>\n
Les syst\u00e8mes HTCVD de TevTech combinent un syst\u00e8me d'alimentation en vapeur MTS avec des contr\u00f4les pr\u00e9cis de la temp\u00e9rature, de la pression et du positionnement du substrat pour produire une qualit\u00e9 et une uniformit\u00e9 in\u00e9gal\u00e9es dans les films SiC CVD. Cela vous permet de maximiser leur utilisation pour votre application.<\/p>\n
Le frittage est un proc\u00e9d\u00e9 polyvalent utilis\u00e9 pour donner forme \u00e0 des mat\u00e9riaux tels que les c\u00e9ramiques et les carbures c\u00e9ment\u00e9s, les m\u00e9taux et les polym\u00e8res. Le frittage peut \u00e9galement produire du carbure de silicium fritt\u00e9 qui a de nombreuses applications ; par exemple, des structures plates telles que des substrats \u00e9lectroniques ou des statues en porcelaine (moulage en bande), des pi\u00e8ces tridimensionnelles telles que des faces de joints m\u00e9caniques ou des bo\u00eetiers de montres, ou encore des prototypes uniques peuvent tous \u00eatre produits \u00e0 l'aide de cette technique.<\/p>\n
Avant le frittage, la poudre de carbure de silicium doit d'abord \u00eatre fa\u00e7onn\u00e9e dans la forme souhait\u00e9e \u00e0 l'aide de l'un des diff\u00e9rents proc\u00e9d\u00e9s. Le compactage sous pression est souvent la technique pr\u00e9f\u00e9r\u00e9e pour les formes les plus simples ; le moulage par injection doit \u00eatre envisag\u00e9 pour les formes plus complexes. D'autres technologies existent pour fa\u00e7onner des structures longues et minces telles que des cartes de circuits \u00e9lectroniques ou des recharges pour porte-mines.<\/p>\n
Les proc\u00e9d\u00e9s de coul\u00e9e en gel consistent \u00e0 m\u00e9langer le mat\u00e9riau en poudre avec de l'eau ou un solvant non aqueux, un dispersant et un adjuvant de dispersion pour former une boue c\u00e9ramique. Un vide partiel est ensuite appliqu\u00e9 pour \u00e9liminer les bulles d'air qui pourraient cr\u00e9er des d\u00e9fauts dans le produit final, avant d'ajouter des initiateurs de polym\u00e9risation chimiques qui permettent aux monom\u00e8res de se lier entre eux pour former un gel polym\u00e8re-eau caoutchouteux.<\/p>\n
La boue est coul\u00e9e dans des moules en m\u00e9tal, en verre, en plastique ou en cire pour \u00eatre chauff\u00e9e \u00e0 des temp\u00e9ratures de frittage afin de cr\u00e9er un \u00e9tat liquide fondu - g\u00e9n\u00e9ralement compos\u00e9 de fluorine, mais parfois d'autres compositions capables de fondre \u00e0 cette temp\u00e9rature et d'offrir \u00e9galement une conductivit\u00e9 \u00e9lectrique.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide (SiC) boasts low thermal expansion rates, making it an excellent material choice for mirrors at the focal points of astronomical telescopes. Furthermore, SiC offers excellent rigidity and strength as well as chemical corrosion resistance. Silicon carbide production typically follows the Acheson Process. This involves mixing silica sand with carbon in an electric resistance… Lire la suite »Traitement du carbure de silicium<\/span><\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-222","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/222","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=222"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/222\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":223,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/222\/revisions\/223"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=222"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=222"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=222"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}