Le carbure de silicium (SiC) est un compos\u00e9 chimique inorganique constitu\u00e9 d'atomes de silicium et de carbone, pr\u00e9sent \u00e0 l'\u00e9tat naturel dans la moissanite, mais produit en masse depuis 1893 sous forme de poudre ou de cristaux pour servir d'abrasif.<\/p>\n
Il est \u00e9galement possible de doper le silicium avec de l'azote ou du phosphore pour obtenir un semi-conducteur de type n, ou avec du b\u00e9ryllium, du bore ou de l'aluminium pour obtenir un semi-conducteur de type p, ce qui permet de mieux contr\u00f4ler ses propri\u00e9t\u00e9s et d'am\u00e9liorer sa r\u00e9sistance aux acides et aux alcalis.<\/p>\n
Le carbure de silicium, un mat\u00e9riau c\u00e9ramique non oxyd\u00e9 extr\u00eamement dur et r\u00e9sistant \u00e0 la chaleur, trouve de nombreuses applications industrielles. Les meules, les disques de coupe et d\u2019autres mat\u00e9riaux abrasifs contiennent couramment du carbure de silicium. De plus, le carbure de silicium s'est r\u00e9v\u00e9l\u00e9 inestimable comme d\u00e9soxydant dans la sid\u00e9rurgie pour augmenter la puret\u00e9 du m\u00e9tal tout en acc\u00e9l\u00e9rant la production ; les films c\u00e9ramiques, les pyrom\u00e8tres \u00e0 filament et les mat\u00e9riaux de structure contiennent souvent du carbure de silicium parmi leurs composants. Par ailleurs, le carbure de silicium peut m\u00eame servir de composant dans la fabrication de cellules solaires photovolta\u00efques ou de cristaux pi\u00e9zo\u00e9lectriques !<\/p>\n
La duret\u00e9 du carbure de silicium en fait un mat\u00e9riau id\u00e9al pour le sablage, car sa surface abrasive permet de traiter efficacement les mat\u00e9riaux d'origine sans les endommager. Cette caract\u00e9ristique rend le carbure de silicium particuli\u00e8rement utile dans l'industrie automobile, o\u00f9 les processus de pon\u00e7age et de meulage sont utilis\u00e9s pour lisser les pi\u00e8ces m\u00e9talliques, ou pour fa\u00e7onner et polir la pierre, le marbre, le bois ou graver les surfaces en verre ; des variantes \u00e0 grains plus grossiers peuvent \u00e9galement \u00eatre utilis\u00e9es pour le rev\u00eatement et la finition de meubles en bois.<\/p>\n
Les grains de carbure de silicium peuvent \u00eatre modifi\u00e9s \u00e0 l'aide de divers mat\u00e9riaux afin de les rendre plus adapt\u00e9s \u00e0 des usages sp\u00e9cifiques, notamment pour am\u00e9liorer l'adh\u00e9rence ou limiter la production de poussi\u00e8re. Une fois trait\u00e9, ce produit peut ensuite \u00eatre vendu aux industries de pr\u00e9paration de surface pour \u00eatre utilis\u00e9 dans le sablage et d'autres t\u00e2ches, notamment pour la moissanite. Dans de rares cas, le carbure de silicium alpha (avec sa structure cristalline de type wurtzite) peut m\u00eame \u00eatre ajout\u00e9 \u00e0 l'acier afin d'augmenter la r\u00e9sistance \u00e0 l'usure et d'acc\u00e9l\u00e9rer les processus de d\u00e9soxydation.<\/p>\n
Le carbure de silicium est largement utilis\u00e9 dans les applications \u00e9lectroc\u00e9ramiques en raison de sa combinaison unique de r\u00e9sistance aux hautes temp\u00e9ratures et de propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectriques. Capable de supporter des temp\u00e9ratures pouvant atteindre 1 600 \u00b0C avec une dilatation thermique minimale, il constitue le mat\u00e9riau id\u00e9al pour les applications n\u00e9cessitant des tensions \u00e9lev\u00e9es. De plus, le carbure de silicium peut \u00e9galement \u00eatre dop\u00e9 avec des impuret\u00e9s telles que l'aluminium ou le bore afin de cr\u00e9er des semi-conducteurs de type p ou de type n en injectant ces dopants dans sa structure cristalline, ce qui modifie ses propri\u00e9t\u00e9s de conductivit\u00e9 en cons\u00e9quence.<\/p>\n
Le SiC est largement utilis\u00e9 dans les applications c\u00e9ramiques. Sa duret\u00e9 en fait un excellent mat\u00e9riau abrasif, tandis que sa r\u00e9sistance \u00e0 la chaleur et \u00e0 la corrosion en fait un mat\u00e9riau id\u00e9al pour les mat\u00e9riaux r\u00e9fractaires et les dispositifs \u00e9lectroniques n\u00e9cessitant ces propri\u00e9t\u00e9s. De plus, le SiC pr\u00e9sente une faible dilatation thermique tout en offrant une excellente conductivit\u00e9 \u00e9lectrique \u2013 des qualit\u00e9s qui l'ont plac\u00e9 au c\u0153ur de nombreuses innovations ces derni\u00e8res ann\u00e9es.<\/p>\n
La c\u00e9ramique au carbure de silicium est largement utilis\u00e9e dans la fabrication des gilets pare-balles en raison de son extr\u00eame duret\u00e9. Les plaques des gilets pare-balles sont constitu\u00e9es de blocs de c\u00e9ramique en carbure de silicium suffisamment durcis pour arr\u00eater les balles.<\/p>\n
Le carborundum, un min\u00e9ral naturel compos\u00e9 de silicium et de carbone, peut \u00eatre extrait directement de la nature ou produit en masse \u00e0 des fins industrielles sous forme de poudre ou de cristaux. Comptant parmi les mat\u00e9riaux les plus durs connus \u2013 plus dur encore que le diamant \u2013, il peut \u00eatre extrait directement ou produit en masse pour une utilisation \u00e0 grande \u00e9chelle sous forme de poudre et de cristaux \u00e0 des fins industrielles diverses. Le carborundum se distingue de tous les autres par le fait qu\u2019il peut \u00eatre \u00e0 la fois extrait de la nature et produit en masse sous forme de poudre pour \u00eatre utilis\u00e9 dans la fabrication de plaquettes de frein de qualit\u00e9 industrielle ou m\u00eame de plaques composites pour gilets pare-balles fabriqu\u00e9es \u00e0 partir de ses composants. Il est notamment fondu pour former des plaquettes de frein en c\u00e9ramique dures et r\u00e9sistantes pour les voitures, ou utilis\u00e9 pour lier diff\u00e9rents mat\u00e9riaux entre eux afin de cr\u00e9er des plaques composites plus r\u00e9sistantes que les m\u00e9taux \u2013 rendant ainsi ces plaques composites plus solides que les m\u00e9taux eux-m\u00eames !<\/p>\n
Le carbure de silicium, l'un des mat\u00e9riaux c\u00e9ramiques les plus l\u00e9gers et les plus durs qui soient, offre une excellente r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion, \u00e0 l'abrasion et \u00e0 l'\u00e9rosion, tout en r\u00e9sistant aux acides et aux alcalis. De par ses propri\u00e9t\u00e9s, ce mat\u00e9riau robuste est utilis\u00e9 dans les br\u00fbleurs de fours \u00e9lectriques, les moufles, les briques de calfeutrage pour fours de s\u00e9chage de meubles et les blocs r\u00e9fractaires, ainsi que dans les abrasifs \u00e0 usage prolong\u00e9.<\/p>\n
Gr\u00e2ce \u00e0 sa bande interdite extr\u00eamement large (trois fois plus large que celle des semi-conducteurs au silicium classiques), ce mat\u00e9riau est capable de conduire un courant bien plus intense \u00e0 des temp\u00e9ratures plus \u00e9lev\u00e9es que les dispositifs au silicium traditionnels, ce qui en fait un composant indispensable dans les semi-conducteurs de puissance \u2013 des dispositifs utilis\u00e9s pour traiter, convertir et contr\u00f4ler l'\u00e9nergie \u00e9lectrique au sein des syst\u00e8mes industriels.<\/p>\n
Les semi-conducteurs de puissance doivent r\u00e9sister \u00e0 des applications \u00e0 haute tension tout en fonctionnant dans des conditions difficiles, telles que des temp\u00e9ratures extr\u00eames, des fr\u00e9quences de fonctionnement \u00e9lev\u00e9es et des dimensions r\u00e9duites. Les semi-conducteurs de puissance \u00e0 base de carbure de silicium pourraient bien devenir la solution dans des applications telles que les onduleurs destin\u00e9s aux v\u00e9hicules \u00e0 \u00e9nergie nouvelle et aux r\u00e9seaux intelligents, qui n\u00e9cessitaient auparavant des semi-conducteurs conventionnels \u00e0 base de silicium.<\/p>\n
Les propri\u00e9t\u00e9s uniques du carbure de silicium d\u00e9coulent de ses liaisons covalentes t\u00e9tra\u00e9driques solides et stables au sein de sa structure cristalline. Ces liaisons relient les atomes de Si et de C gr\u00e2ce \u00e0 des paires d'\u00e9lectrons partageant des orbitales dans sa zone hybride sp\u00b3, ce qui lui conf\u00e8re des propri\u00e9t\u00e9s isotropes dans toutes les directions ; de plus, il pr\u00e9sente une intensit\u00e9 de champ de claquage bien sup\u00e9rieure \u00e0 celle des alliages de silicium, ce qui lui permet de mieux supporter la tension et le courant.<\/p>\n
Le carbure de silicium est l'un des mat\u00e9riaux les plus durs connus et est utilis\u00e9 depuis longtemps dans des applications de haute technologie telles que l'\u00e9lectronique, et ce depuis 1907, date \u00e0 laquelle les diodes \u00e9lectroluminescentes (LED) et les d\u00e9tecteurs ont \u00e9t\u00e9 cr\u00e9\u00e9s pour la premi\u00e8re fois. Depuis lors, les LED et les d\u00e9tecteurs sont devenus des composants omnipr\u00e9sents dans le domaine \u00e9lectronique ; le carbure de silicium est couramment utilis\u00e9 pour le honage, le meulage et la d\u00e9coupe au jet d'eau, ainsi que dans la joaillerie moderne, en raison de sa durabilit\u00e9 et de son rapport co\u00fbt-efficacit\u00e9.<\/p>\n
En raison de sa faible dilatation thermique, de sa duret\u00e9 et de sa rigidit\u00e9, le quartz est le mat\u00e9riau id\u00e9al pour la fabrication des miroirs des t\u00e9lescopes astronomiques. Cela s\u2019av\u00e8re particuli\u00e8rement pertinent dans le cas du t\u00e9lescope spatial Herschel, qui n\u00e9cessite un mat\u00e9riau de miroir extr\u00eamement r\u00e9sistant et durable, capable de supporter des temp\u00e9ratures et des niveaux de rayonnement extr\u00eames.<\/p>\n
Le SiC est largement utilis\u00e9 dans les r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires en raison de ses excellentes propri\u00e9t\u00e9s de r\u00e9sistance \u00e0 la chaleur et \u00e0 l'oxydation. Les \u00e9tudes sur l'utilisation du SiC se sont concentr\u00e9es sur des applications telles que les gaines de combustible r\u00e9sistantes aux accidents, ainsi que sur les composants structurels et les mat\u00e9riaux abrasifs utilis\u00e9s pour les barres de contr\u00f4le et les structures des r\u00e9acteurs.<\/p>\n
L'industrie nucl\u00e9aire \u00e9tudie actuellement des mat\u00e9riaux r\u00e9sistants aux rayonnements adapt\u00e9s aux r\u00e9acteurs \u00e0 fusion, qui exigent des propri\u00e9t\u00e9s neutroniques et de r\u00e9sistance aux rayonnements encore sup\u00e9rieures \u00e0 celles requises pour les r\u00e9acteurs \u00e0 fission. Ces mat\u00e9riaux doivent r\u00e9sister \u00e0 des temp\u00e9ratures extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9es et \u00e0 l'abrasion caus\u00e9e par les r\u00e9actions de fusion nucl\u00e9aire qui produisent de la vapeur se dilatant \u00e0 grande vitesse \u2013 le carbure de silicium est utilis\u00e9 depuis longtemps \u00e0 cette fin, car il offre une alternative prometteuse aux autres m\u00e9taux r\u00e9fractaires, et les recherches dans ce domaine se poursuivent au Laboratoire national d'Oak Ridge.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon Carbide (SiC) is an inorganic chemical compound made up of silicon and carbon atoms, found naturally within moissanite but mass produced since 1893 as powder or crystal for use as an abrasive. Doping silicon with nitrogen or phosphorus to form an n-type semiconductor and beryllium, boron or aluminum to form a p-type one is… Lire la suite »Utilisation 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-386","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/386","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=386"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/386\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":387,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/386\/revisions\/387"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=386"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=386"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=386"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}