Le carbure de silicium (SiC) est une c\u00e9ramique technique qui pr\u00e9sente des propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques et d'ablation sup\u00e9rieures, mais dont la fabrication est extr\u00eamement co\u00fbteuse et longue.<\/p>\n
L'infiltration de silicium fondu dans une pr\u00e9forme en fibre de carbone poreuse permet de cr\u00e9er un composite C\/C-SiC avec une distribution graduelle de la matrice SiC.<\/p>\n
La densit\u00e9 du sicarbone est de 1,84 g\/cm3, plus \u00e9lev\u00e9e que celle du carbure de silicium, mais plus faible que celle de la plupart des c\u00e9ramiques. Il convient donc aux applications structurelles n\u00e9cessitant une r\u00e9sistance \u00e0 haute temp\u00e9rature avec un coefficient de dilatation thermique minimal, une fragilit\u00e9 moindre que de nombreuses c\u00e9ramiques et une capacit\u00e9 de rentr\u00e9e dans l'atmosph\u00e8re.<\/p>\n
Les composites carbone-carbone peuvent \u00eatre synth\u00e9tis\u00e9s en utilisant des fibres de carbone et des liants carbon\u00e9s tels que le coke ou le brai, qui sont ensuite soumis \u00e0 un frittage par plasma \u00e9tincelant afin de les fritter et de densifier leur rev\u00eatement de pyrocarbone sur les fibres de carbone pour former une interface, qui peut ensuite \u00eatre infiltr\u00e9e avec des mat\u00e9riaux matriciels r\u00e9actifs tels que le SiC pour produire des composites carbone\/SiC.<\/p>\n
Les diagrammes XRD des \u00e9chantillons Cf\/SiC CMC produits tels que fabriqu\u00e9s ont montr\u00e9 les pics caract\u00e9ristiques du b-SiC, ainsi que certains pics amorphes attribu\u00e9s aux composites carbone-carbone tels que ces composites carbone-carbone peuvent r\u00e9duire les incertitudes associ\u00e9es aux courbes masse-rayon extrapol\u00e9es \u00e0 partir des donn\u00e9es de basse pression pour les plan\u00e8tes en SiC pur, en offrant une frittabilit\u00e9 sup\u00e9rieure, des propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques thermiques et \u00e0 temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e, une bonne frittabilit\u00e9, une bonne frittabilit\u00e9 ainsi que d'excellentes propri\u00e9t\u00e9s thermom\u00e9caniques permettant une bonne frittabilit\u00e9 ainsi que des propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques thermiques et \u00e0 temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e. Leur production permet de r\u00e9duire davantage les incertitudes li\u00e9es \u00e0 l'extrapolation \u00e0 partir des donn\u00e9es \u00e0 basse pression pour les plan\u00e8tes en SiC pur, en fournissant des composites carbone-carbone robustes.<\/p>\n
La r\u00e9sistance est mesur\u00e9e en termes de force que le carbone sic peut supporter avant de se briser ou de se bosseler, et peut \u00eatre \u00e9valu\u00e9e en \u00e9tirant un morceau d'acier jusqu'\u00e0 ce qu'il se brise ou en le frappant avec un marteau jusqu'\u00e0 ce que des bosses apparaissent. La r\u00e9sistance \u00e0 la traction et la limite d'\u00e9lasticit\u00e9 peuvent varier consid\u00e9rablement en fonction de facteurs tels que la teneur en carbone, le processus de fabrication et d'autres consid\u00e9rations.<\/p>\n
La r\u00e9sistance \u00e0 la flexion du composite Cf\/SiC est nettement sup\u00e9rieure \u00e0 celle de la matrice C pure en raison de la r\u00e9sistance \u00e9lev\u00e9e et des modules de la matrice SiC et de la structure sandwich. Pour augmenter encore la r\u00e9sistance \u00e0 la flexion de cette combinaison, l'ajustement du potentiel z\u00eata du rev\u00eatement PCS peut \u00e9galement s'av\u00e9rer utile.<\/p>\n
Le rev\u00eatement PCS a emp\u00each\u00e9 les fibres de carbone de r\u00e9agir avec le gaz SiO produit lors des r\u00e9actions entre la matrice SiC et les additifs de frittage, ce qui a permis d'\u00e9viter efficacement la d\u00e9t\u00e9rioration de la r\u00e9sistance lors des essais m\u00e9caniques \u00e0 temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e. Les essais d'ablation \u00e0 cinq cycles montrent \u00e9galement que les surfaces de rupture conservent des faisceaux de fibres de carbone intacts.<\/p>\n
Le carbone sic est un mat\u00e9riau incroyablement r\u00e9sistant, qui convient donc aux rev\u00eatements de protection et aux outils de coupe qui doivent r\u00e9sister \u00e0 des contraintes m\u00e9caniques intenses sans se d\u00e9former. Selon les mesures de l'\u00e9chelle de duret\u00e9 de Mohs, le carbone sic occupe la troisi\u00e8me place. Seuls le diamant et le carbure de bore le surpassent. La t\u00e9nacit\u00e9 du carbone sic en fait \u00e9galement un mat\u00e9riau respectueux de l'environnement.<\/p>\n
L'acier au carbone est d\u00e9fini par sa r\u00e9sistance \u00e0 la traction et sa limite d'\u00e9lasticit\u00e9. La r\u00e9sistance \u00e0 la traction correspond \u00e0 la force qui peut \u00eatre support\u00e9e avant de se rompre ou de s'\u00e9tirer, par exemple en pliant l'acier jusqu'\u00e0 ce qu'il se brise ou en le bosselant avec un marteau. La limite d'\u00e9lasticit\u00e9, quant \u00e0 elle, mesure la r\u00e9sistance \u00e0 l'\u00e9crasement sous l'effet de chocs r\u00e9p\u00e9t\u00e9s contre des objets durs tels que des rochers ou des racines d'arbres - ou toute autre force d'ailleurs !<\/p>\n
Les d\u00e9fauts interstitiels VC et VSi du SiC r\u00e9duisent consid\u00e9rablement ses constantes \u00e9lastiques, tandis que son d\u00e9faut antisite, CSi, a des effets moindres, ce qui explique que sa temp\u00e9rature de Debye soit consid\u00e9rablement inf\u00e9rieure \u00e0 celle du SiC id\u00e9al ; en outre, il pr\u00e9sente \u00e9galement des coefficients de dilatation thermique inf\u00e9rieurs \u00e0 ceux du ZrC et du TiC en raison de liaisons chimiques plus faibles et de structures cristallines diff\u00e9rentes.<\/p>\n
La conductivit\u00e9 thermique est une propri\u00e9t\u00e9 inestimable pour les ing\u00e9nieurs, car elle mesure le transfert de chaleur par les mat\u00e9riaux conducteurs. La conductivit\u00e9 thermique est exprim\u00e9e en puissance par unit\u00e9 de longueur et de temp\u00e9rature \u00e0 l'aide d'une \u00e9quation telle que L \/ k (W\/m-K). Avec la convection et le rayonnement, la conductivit\u00e9 thermique est l'une des trois m\u00e9thodes qui permettent de transf\u00e9rer la chaleur d'une r\u00e9gion \u00e0 l'autre \u00e0 l'int\u00e9rieur d'un mat\u00e9riau.<\/p>\n
Les mat\u00e9riaux denses tendent \u00e0 \u00eatre plus thermoconducteurs que les mat\u00e9riaux moins denses en raison des atomes plus \u00e9troitement emball\u00e9s qui peuvent vibrer, d\u00e9pla\u00e7ant l'\u00e9nergie thermique dans le mat\u00e9riau plus facilement par le biais des phonons et la d\u00e9pla\u00e7ant plus rapidement.<\/p>\n
La conductivit\u00e9 thermique d\u00e9pend de nombreuses variables, notamment de la phase (solide, liquide ou gazeuse), de la vitesse d'\u00e9coulement de l'air et de la pression. En outre, de nombreuses substances pr\u00e9sentent une anisotropie thermique, c'est-\u00e0-dire que les diff\u00e9rents axes cristallins pr\u00e9sentent des gradients thermiques diff\u00e9rents. L'argent est beaucoup plus thermoconducteur que le diamant, car les \u00e9lectrons de valence qui se d\u00e9placent librement sont capables de conduire efficacement l'\u00e9nergie thermique.<\/p>\n
Le sicarbone est connu pour sa grande r\u00e9sistance \u00e0 la d\u00e9gradation lorsqu'il est expos\u00e9 \u00e0 une atmosph\u00e8re oxydante en raison de son excellente stabilit\u00e9 thermique, ce qui permet de l'utiliser comme isolant dans les applications a\u00e9rospatiales o\u00f9 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es doivent \u00eatre tol\u00e9r\u00e9es sans dommage.<\/p>\n
La r\u00e9sistance du carbone sic \u00e0 l'oxydation d\u00e9pend \u00e0 la fois de la concentration d'oxyg\u00e8ne \u00e0 sa surface et de la vitesse de r\u00e9action, en particulier dans des conditions d'oxyg\u00e8ne sec o\u00f9 le rapport entre la constante de vitesse de r\u00e9action et le coefficient de diffusion est relativement faible, ce qui signifie qu'une oxydation contr\u00f4l\u00e9e par la diffusion en phase gazeuse se produit et produit un indice de Sherwood \u00e9lev\u00e9.<\/p>\n
La r\u00e9sistance \u00e0 l'oxydation peut \u00eatre am\u00e9lior\u00e9e par l'incorporation de mat\u00e9riaux matriciels en carbure de silicium (C\/SiC). Cela peut \u00eatre r\u00e9alis\u00e9 soit par infiltration de poudre et pressage \u00e0 chaud (PIP), soit par infusion de SiC dans la matrice de fibre de carbone via une infiltration de boue suivie d'une pyrolyse pour cr\u00e9er des composites C\/SiC avec des teneurs en SiC allant de 5 \u00e0 20 vol.%. Des essais d'oxydation sous contrainte ont \u00e9t\u00e9 men\u00e9s sur quatre \u00e9chantillons de C\/SiC \u00e0 1454 degr\u00e9s Celsius avec des contraintes comprises entre 69 et 172 MPa. Les r\u00e9sultats ont montr\u00e9 que les \u00e9chantillons enrichis en bore avaient des dur\u00e9es de vie significativement plus longues que leurs homologues non enrichis, \u00e0 la fois \u00e0 1454 degr\u00e9s Celsius et \u00e0 la fois \u00e0 69 MPa.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon Carbide (SiC) is an engineering ceramic that boasts superior mechanical and ablation properties, but is extremely expensive and time consuming to manufacture. By infiltrating molten silicon into a porous carbon fiber preform, molten silicon can be infiltrated into it and creates a C\/C-SiC composite with gradient SiC matrix distribution. Density Carbon sic has a… Lire la suite »Quelles sont les propri\u00e9t\u00e9s du carbone SiC ?<\/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-454","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/454","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=454"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/454\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":455,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/454\/revisions\/455"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=454"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=454"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=454"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}