Le carbure de silicium (SiC) est l'un des mat\u00e9riaux synth\u00e9tiques les plus durs, apr\u00e8s le diamant. En raison de son extr\u00eame duret\u00e9, de sa r\u00e9sistance \u00e0 l'usure et de sa r\u00e9sistance \u00e0 la chaleur, le carbure de silicium est un mat\u00e9riau pr\u00e9cieux pour les applications d'abrasifs et de r\u00e9fractaires.<\/p>\n
Le carbure de silicium brut peut \u00eatre produit par la fusion de sable de quartz, de coke de p\u00e9trole et de copeaux de bois dans un four \u00e0 r\u00e9sistance, produisant comme sous-produit du SiC de couleur noire ou verte.<\/p>\n
Le carbure de silicium est l'un des mat\u00e9riaux les plus durs, apr\u00e8s le diamant et le nitrure de bore cubique en termes de duret\u00e9. Avec une duret\u00e9 de Mohs de 9,5, le carbure de silicium est tr\u00e8s difficile \u00e0 endommager ou \u00e0 user et est donc id\u00e9al pour les applications n\u00e9cessitant une r\u00e9sistance \u00e0 l'usure, telles que les abrasifs ou les r\u00e9fractaires. En outre, son excellente conductivit\u00e9 thermique et sa faible dilatation thermique en font un mat\u00e9riau adapt\u00e9 aux \u00e9quipements de l'a\u00e9rospatiale et de la d\u00e9fense qui doivent r\u00e9sister \u00e0 des environnements difficiles tels que des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es ou une exposition aux radiations.<\/p>\n
Edward Goodrich Acheson a d\u00e9couvert le carbure de silicium par accident lors d'une tentative de cr\u00e9ation de diamants artificiels en 1891. Alors qu'il chauffait un m\u00e9lange d'argile et de coke en poudre dans un bol en fer, sa teinte verte incandescente l'a amen\u00e9 \u00e0 penser qu'il avait d\u00e9couvert un alliage compos\u00e9 de silicium et de carbone similaire au corindon, un min\u00e9ral que l'on trouve \u00e0 l'\u00e9tat naturel. Plus tard, Henri Moissan a synth\u00e9tis\u00e9 des formes synth\u00e9tiques en dissolvant du silicium dans du carbone chaud.<\/p>\n
Le carbure de silicium est depuis longtemps utilis\u00e9 comme mati\u00e8re premi\u00e8re industrielle et on le trouve aujourd'hui dans de nombreuses applications allant du papier de verre, des meules et des outils de coupe \u00e0 la fabrication de rev\u00eatements r\u00e9fractaires pour les fours et de pi\u00e8ces r\u00e9sistantes \u00e0 l'usure pour les pompes et les moteurs de fus\u00e9e. En outre, en \u00e9lectronique, il sert de mat\u00e9riau de base pour les semi-conducteurs, car il peut r\u00e9sister \u00e0 des temp\u00e9ratures, des pressions et des fr\u00e9quences plus \u00e9lev\u00e9es que les semi-conducteurs conventionnels. Il peut \u00e9galement \u00eatre dop\u00e9 \u00e0 l'azote, au phosphore, au b\u00e9ryllium ou \u00e0 l'aluminium pour former diff\u00e9rents types de semi-conducteurs.<\/p>\n
La duret\u00e9 extraordinaire du carbure de silicium brut - qui n'est d\u00e9pass\u00e9e que par le diamant et certains compos\u00e9s synth\u00e9tiques - en fait un mat\u00e9riau indispensable dans de nombreuses applications. Non seulement sa r\u00e9sistance \u00e0 l'usure est \u00e9lev\u00e9e, mais sa conductivit\u00e9 thermique, son coefficient de dilatation thermique, ses propri\u00e9t\u00e9s semi-conductrices et son pouvoir de coupure du champ \u00e9lectrique en font un candidat de choix. En outre, selon la composition de ses mati\u00e8res premi\u00e8res, il peut avoir un aspect noir ou vert en fonction des processus de production utilis\u00e9s.<\/p>\n
La synth\u00e8se du carbure de silicium n\u00e9cessite une s\u00e9lection et des tests minutieux des mati\u00e8res premi\u00e8res afin de contr\u00f4ler la puret\u00e9 et la qualit\u00e9 du produit fini. Une fois s\u00e9lectionn\u00e9es, elles sont introduites dans un four o\u00f9 se produit une r\u00e9action de carbonisation \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es de 2000 \u00e0 2500 degr\u00e9s Celsius ; avant cette \u00e9tape, elles sont \u00e9galement pulv\u00e9ris\u00e9es et tamis\u00e9es pour r\u00e9pondre aux exigences du processus de production en termes de taille des particules.<\/p>\n
Les travailleurs qui manipulent du carbure de silicium doivent faire preuve d'une extr\u00eame prudence afin d'\u00e9viter toute exposition de la peau et des yeux ainsi que des affections respiratoires. Le carbure de silicium doit toujours \u00eatre stock\u00e9 et transport\u00e9 dans des conteneurs scell\u00e9s dans un environnement frais, avec des douches d'urgence facilement accessibles en cas d'exposition ; en outre, les travailleurs doivent laver tout v\u00eatement de travail contamin\u00e9 avant de quitter le travail pour rentrer chez eux. Dans un monde id\u00e9al, les contr\u00f4les techniques permettraient de r\u00e9duire les niveaux d'exposition ; toutefois, un \u00e9quipement de protection individuelle peut toujours \u00eatre n\u00e9cessaire en fonction de la t\u00e2che \u00e0 accomplir.<\/p>\n
Le carbure de silicium est l'un des mat\u00e9riaux les plus durs qui soient, avec une duret\u00e9 de Mohs de 9 \u00e0 10 (apr\u00e8s le diamant et certains compos\u00e9s synth\u00e9tiques). En outre, sa r\u00e9sistance \u00e0 la chaleur lui permet d'\u00eatre utilis\u00e9 dans des applications r\u00e9fractaires et r\u00e9sistantes \u00e0 l'usure, tandis que sa conductivit\u00e9 \u00e9lectrique permet de transf\u00e9rer des courants\/voltages\/pertes d'\u00e9nergie plus \u00e9lev\u00e9s sans perturber la fourniture de services.<\/p>\n
Le proc\u00e9d\u00e9 Acheson est la m\u00e9thode de r\u00e9f\u00e9rence pour la fabrication du carbure de silicium. Les mati\u00e8res premi\u00e8res, telles que le sable siliceux et le coke de p\u00e9trole, sont combin\u00e9es dans un four \u00e0 r\u00e9sistance \u00e9lectrique avant d'\u00eatre travers\u00e9es par un courant \u00e9lectrique qui d\u00e9clenche une r\u00e9action chimique entre le carbone du coke et le silicium du sable pour former le carbure de silicium. Cette r\u00e9action prend g\u00e9n\u00e9ralement plusieurs jours jusqu'\u00e0 la formation d'un lingot de SiC qui sera ensuite raffin\u00e9, pulv\u00e9ris\u00e9, cribl\u00e9, fa\u00e7onn\u00e9 et enfin transform\u00e9 en produit fini.<\/p>\n
\u00c0 chaque \u00e9tape de ce processus, il est essentiel que les travailleurs prennent des mesures pour se prot\u00e9ger de l'exposition \u00e0 la poussi\u00e8re de carbure de silicium. Lorsqu'ils travaillent avec des poussi\u00e8res de carbure de silicium, les travailleurs doivent porter des lunettes et des v\u00eatements de protection con\u00e7us pour emp\u00eacher les poussi\u00e8res de p\u00e9n\u00e9trer dans leurs yeux ou d'entrer en contact avec la peau ; chaque fois que de la poussi\u00e8re entre en contact avec les zones expos\u00e9es, ils doivent laver leurs v\u00eatements imm\u00e9diatement afin d'\u00e9viter les abrasions ou d'autres complications. En outre, les travailleurs doivent \u00eatre conscients des risques li\u00e9s au fait de ramener des v\u00eatements de travail sales \u00e0 la maison ; les douches d'urgence fournies par l'entreprise \u00e0 la fin du travail doivent \u00e9galement \u00eatre utilis\u00e9es par les travailleurs lorsque cela s'av\u00e8re n\u00e9cessaire.<\/p>\n
Le carbure de silicium est un semi-m\u00e9tal, c'est-\u00e0-dire qu'il se situe entre les m\u00e9taux (qui conduisent l'\u00e9lectricit\u00e9) et les isolants (qui ne la conduisent pas). \u00c0 haute temp\u00e9rature, le carbure de silicium s'av\u00e8re un excellent conducteur \u00e9lectrique, mais son efficacit\u00e9 d\u00e9pend des impuret\u00e9s pr\u00e9sentes dans sa composition.<\/p>\n
Le carborundum est produit par la r\u00e9action entre le sable siliceux et le carbone dans un four \u00e9lectrique utilisant une \u00e9lectrode de carbone comme source d'\u00e9lectricit\u00e9, produisant un m\u00e9lange de Si et de C qui est chauff\u00e9 \u00e0 environ 2 700 degr\u00e9s Celsius, o\u00f9 la formation de cristaux commence \u00e0 ressembler \u00e0 la formation de corindon min\u00e9ral en cristaux de carbure de silicium connus sous le nom de \u201ccarborundum\u201d. Aujourd'hui, on trouve ce mat\u00e9riau dans les abrasifs, les outils de coupe et les r\u00e9fractaires, les substrats semi-conducteurs pour les diodes \u00e9lectroluminescentes, entre autres.<\/p>\n
Les m\u00e9thodes modernes de production du mat\u00e9riau abrasif consistent \u00e0 m\u00e9langer du sable siliceux avec du coke en poudre dans un four \u00e0 r\u00e9sistance \u00e9lectrique en briques et \u00e0 faire passer un courant \u00e9lectrique \u00e0 travers l'\u00e9lectrode de carbone pour faire r\u00e9agir chimiquement le sable siliceux et produire du carbure.<\/p>\n
La mati\u00e8re premi\u00e8re doit d'abord \u00eatre broy\u00e9e pour \u00e9liminer les marques de couteau caus\u00e9es par le tranchage et pour r\u00e9duire la rugosit\u00e9 de la surface, puis elle doit \u00eatre finement broy\u00e9e pour uniformiser sa texture. Un adjuvant de frittage est ensuite ajout\u00e9 et fritt\u00e9 sous pression dans une atmosph\u00e8re contenant soit de l'argon, soit de l'azote ; la conductivit\u00e9 \u00e9lectrique des mat\u00e9riaux fritt\u00e9s d\u00e9pend de leur composition et de leur concentration au cours de cette \u00e9tape du processus de frittage.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide (SiC) is one of the hardest synthetic materials, second only to diamond. Due to its extreme hardness, wear resistance and heat resistance properties it makes SiC an invaluable material for abrasives and refractories applications. Raw silicon carbide can be produced through the smelting of quartz sand, petroleum coke and wood chips in a… Lire la suite »Duret\u00e9 et propri\u00e9t\u00e9s du carbure de silicium brut<\/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-607","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/607","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=607"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/607\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":608,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/607\/revisions\/608"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=607"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=607"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=607"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}