Le carbure de silicium est un matériau populaire dans l'industrie en raison de ses excellentes propriétés mécaniques., électrique, et propriétés thermiques. Une variante de SiC est recristallisé carbure de silicium (RSiC), qui a une microstructure unique qui lui confère des propriétés encore meilleures par rapport aux autres variantes de SiC.

Propriétés du RSiC

Microstructure

RSiC a un unique microstructure composé d'un emboîtement, grains en forme de plaque qui sont perpendiculaires à la surface du matériau. Cette microstructure confère au RSiC d'excellentes propriétés mécaniques, tels que la haute résistance, dureté, et résistance à l'usure. La microstructure fournit également au RSiC un faible coefficient de dilatation thermique, ce qui le rend adapté aux applications à haute température.

Propriétés mécaniques

Le RSiC possède d'excellentes propriétés mécaniques grâce à sa microstructure. Il a un haut résistance à la flexion, ce qui signifie qu'il peut résister à la flexion et à la torsion sans se casser. RSiC a également un ténacité à la rupture, ce qui signifie qu'il peut résister aux fissures et aux fractures. En outre, RSiC a une dureté élevée, ce qui le rend résistant à l'usure et à l'abrasion.

Propriétés thermiques

RSiC a d'excellentes propriétés thermiques, ce qui le rend adapté aux applications à haute température. Il a une conductivité thermique élevée, ce qui signifie qu'il peut transférer la chaleur rapidement et efficacement. RSiC a également un faible coefficient de dilatation thermique, ce qui signifie qu'il peut résister à de grands changements de température sans se fissurer ni se casser.

Propriétés électriques

Le RSiC est un bon isolant électrique, ce qui le rend adapté aux applications électriques. Il a une haute résistivité, ce qui signifie qu'il peut résister au flux d'électricité. RSiC a également un résistance diélectrique, ce qui signifie qu'il peut supporter des tensions élevées sans tomber en panne.

Production de RSiC

Matières premières

Le RSiC est fabriqué à partir d'un mélange de poudre de carbure de silicium, carbone, et un matériau liant. La poudre de carbure de silicium est généralement un mélange de phases alpha et bêta. Le carbone est généralement sous forme de graphite, et le matériau liant est généralement une résine ou une cire.

Techniques de fabrication

RSiC peut être fabriqué en utilisant plusieurs techniques, y compris coulée en barbotine, extrusion, et moulage par injection. Le coulage en barbotine consiste à verser le mélange dans un moule et à le laisser sécher. L'extrusion consiste à forcer le mélange à travers une filière pour créer une forme spécifique. Moulage par injection consiste à injecter le mélange dans un moule sous haute pression.

Processus de frittage

Après fabrication, le RSiC est fritté dans un four à haute température. Le processus de frittage provoque la recristallisation de la poudre de carbure de silicium, formant la microstructure unique du RSiC. Le processus de frittage élimine également le matériau liant, laissant derrière lui un matériau RSiC pur.

Applications du RSiC

Meubles de four

Le RSiC est couramment utilisé dans l'industrie céramique comme support de cuisson. Les meubles de four désignent les outils et les supports utilisés pour maintenir et façonner les produits céramiques pendant la cuisson. Le RSiC est idéal pour les meubles de four en raison de sa haute résistance, stabilité thermique, et résistance aux chocs thermiques.

Industrie des semi-conducteurs

RSiC est utilisé dans le industrie des semi-conducteurs pour la production de plaquettes de silicium. RSiC est utilisé comme structure de support pour le plaquettes de silicium pendant le traitement. La conductivité thermique élevée et le faible coefficient de dilatation thermique du RSiC le rendent idéal pour cette application.

Industrie aérospaciale

RSiC est utilisé dans le industrie aérospaciale pour applications à haute température. Il est utilisé dans tuyères de fusée, boucliers thermiques, et autres composants qui doivent résister à des températures extrêmes. La haute résistance du RSiC, stabilité thermique, et sa résistance aux chocs thermiques le rendent idéal pour cette application.

Industrie chimique

Le RSiC est utilisé dans l'industrie chimique pour la production de produits chimiques corrosifs. Le RSiC est utilisé comme matériau de revêtement pour les cuves de réaction et les tuyaux. La haute résistance chimique et la stabilité thermique du RSiC le rendent idéal pour cette application.

Plaques de blindage

Le RSiC est utilisé dans la production de plaques de blindage pour les applications militaires et policières. La haute résistance et la dureté du RSiC en font un matériau idéal pour les blindages pare-balles..

Avantages et inconvénients du RSiC

Avantages

1. Excellentes propriétés mécaniques
2. Excellentes propriétés thermiques
3. Bonnes propriétés d'isolation électrique
4. Haute résistance chimique
5. Faible coefficient de dilatation thermique
6. Haute résistance à l'usure et dureté

Désavantages

1. Cher par rapport aux autres matériaux SiC
2. Difficile de produire en grande quantité
3. Difficile à usiner en raison de sa dureté

Conclusion

Carbure de silicium recristallisé (RSiC) est un matériau unique avec une excellente mécanique, thermique, et propriétés électriques. La microstructure unique du RSiC lui confère des propriétés encore meilleures par rapport aux autres matériaux SiC. RSiC est utilisé dans une variété d'applications, y compris les meubles de four, industrie des semi-conducteurs, industrie aérospaciale, industrie chimique, et plaques de blindage. Alors que le RSiC est plus cher et plus difficile à produire que les autres matériaux SiC, ses excellentes propriétés en font un matériau idéal pour les applications à haute température et à forte contrainte.