Propriétés du cristal de carbure de silicium
Propriétés physiques
Le carbure de silicium est reconnu pour sa dureté, juste derrière le diamant et carbure de bore. Il a également une conductivité thermique élevée, ce qui en fait un excellent dissipateur de chaleur.
Propriétés chimiques
L'un des aspects uniques du carbure de silicium est sa résistance à l'oxydation et à la corrosion., grâce à la couche d'oxyde de silicium qui se forme à sa surface lorsqu'elle est exposée à l'air.
Résistance à la chaleur
Le carbure de silicium peut résister à des températures extrêmement élevées, ce qui en fait un matériau idéal pour les environnements à chaleur intense.
Dureté et durabilité
Sa dureté et sa durabilité sont impressionnantes, rivalisant avec celui de certains des matériaux les plus durs que nous connaissons.
Structure du cristal de carbure de silicium
La structure de base
La structure d'un cristal de carbure de silicium implique un arrangement tétraédrique d'atomes de carbone et de silicium avec une forte liaison covalente., ce qui lui donne son incroyable force.
Types de cristaux de carbure de silicium
Il existe de nombreux types de cristaux de carbure de silicium, chacun avec des propriétés physiques différentes. Certains des types les plus courants incluent (b) 3C-SiC, 4H-SiC, et (un) 6H-SiC.
Production de cristal de carbure de silicium
Le processus Achéson
La production massive de carbure de silicium a commencé en 1891, merci à Edward Goodrich Acheson. Acheson essayait de fabriquer des diamants artificiels lorsqu'il chauffait un mélange d'argile (silicate d'aluminium) et du coca en poudre (carbone) dans un bol en fer. Il a observé la formation de cristaux bleus, qu'il appelait carborundum, pensant que c'était un nouveau composé de carbone et d'aluminium, semblable au corindon. Acheson a breveté cette méthode, connu aujourd'hui sous le nom de processus Acheson, pour fabriquer de la poudre de carbure de silicium en février 28, 1893. Sa méthode est encore largement utilisée aujourd'hui, et il a même créé la Carborundum Company pour fabriquer du SiC en vrac, initialement destiné à être utilisé comme abrasif.
La méthode Lely
La méthode Lely permet la croissance de gros monocristaux de carbure de silicium. Ceux-ci peuvent être taillés en pierres précieuses appelées moissanite synthétique., un témoignage de la beauté et de la polyvalence de ce matériau.
Applications du cristal de carbure de silicium
Utilisation en électronique
Le carbure de silicium a trouvé sa place dans l'industrie électronique en raison de ses excellentes propriétés semi-conductrices.. Il est utilisé dans les appareils fonctionnant à des températures ou à des tensions élevées., ou les deux. Les premières applications électroniques du carbure de silicium, comme les diodes électroluminescentes (LED) et détecteurs dans les premières radios, ont été manifestées autour 1907.
Rôle dans la joaillerie et la gemmologie
La dureté et la résistance à la chaleur du carbure de silicium, couplé à sa capacité à être taillé en pierres précieuses, en font un matériau précieux dans le domaine de bijoux et gemmologie. Les pierres précieuses de moissanite synthétiques sont fabriquées à partir de cristaux de carbure de silicium et sont réputées pour leur brillance et leur feu..
Applications industrielles
La robustesse du carbure de silicium, résistance à la chaleur et à la corrosion, et sa dureté en font un matériau approprié pour diverses applications industrielles. Il est utilisé dans les freins des voitures, embrayages de voiture, et même dans les plaques en céramique des gilets pare-balles. Son utilisation s'étend à toute application nécessitant une grande endurance.
Conclusion
Cristaux de carbure de silicium, avec leurs propriétés uniques et leur polyvalence, ont eu un impact significatif dans divers domaines. Que ce soit dans l'électronique high-tech, le glamour de la gemmologie, ou les environnements exigeants des applications industrielles, le carbure de silicium continue de faire ses preuves. À mesure que notre compréhension de ce matériau s'approfondit, nous ne pouvons que nous attendre à voir son utilisation devenir plus répandue et innovante.
