Céramique de carbure de silicium

La céramique de carbure de silicium est l'un des matériaux d'ingénierie les plus durs et les plus résistants qui soient. Elle trouve de nombreuses applications dans les secteurs de l'automobile, de la mécanique et de la chimie.

Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories propose une vaste sélection de carbures de silicium frittés, liés par réaction, à matrice métallique et liés à la mullite, dotés de propriétés chimiques et mécaniques exceptionnelles à des températures allant jusqu'à 1600 degrés Celsius pour des applications finales. Ces produits entièrement densifiés présentent des performances chimiques et mécaniques exceptionnelles à des températures d'utilisation finale aussi basses que 150 degrés Celsius.

Résistance à haute température

La céramique de carbure de silicium est l'un des matériaux techniques avancés les plus légers, les plus durs et les plus résistants. Elle est sans danger sur le plan toxicologique, résiste à l'abrasion et présente d'excellentes propriétés mécaniques par rapport aux métaux, comme son module d'Young élevé et son faible coefficient de dilatation thermique.

Le SiC est un matériau idéal pour répondre aux exigences rigoureuses de diverses industries. Il offre la dureté et le module d'élasticité nécessaires à la balistique des blindages pour une fraction du poids des autres matériaux. Le SiC gris-noir offre ces deux propriétés simultanément pour relever ce défi.

Le SSiC est un excellent matériau pour les composants résistants à la corrosion et à l'abrasion, tels que les pompes et les garnitures mécaniques, les buses de grenaillage et les cyclones. En outre, ce matériau rigide et à faible coefficient de dilatation s'est avéré utile pour les miroirs optiques des télescopes en raison de ses propriétés de résistance aux produits chimiques, à l'usure, à l'oxydation et aux températures élevées.

Résistance à la corrosion à haute température

Le carbure de silicium est l'un des matériaux céramiques les plus légers et les plus durs. Il est résistant à la corrosion, aux acides et aux lessives. En outre, il présente une excellente conductivité thermique et une faible dilatation thermique, ce qui le rend adapté aux températures élevées et aux environnements difficiles. Grâce à ses propriétés de résistance, il constitue un excellent choix de matériau pour les buses, les roulements, les plaques pare-balles et autres applications similaires.

La résistance à la corrosion du SiC provient de la fine couche protectrice qui se forme sur sa surface, créant une barrière d'oxyde pour inhiber l'interaction directe de son substrat avec les espèces attaquantes qui conduisent à une cinétique de corrosion parabolique. Le rajeunissement de cette barrière d'oxyde dépend de facteurs tels que les espèces chimiques présentes dans son environnement d'attaque ainsi que les impuretés, les adjuvants de frittage et les phases de joints de grains présents dans le matériau de son substrat.

Les céramiques en mousse se caractérisent par une distribution uniforme des pores, une porosité et une surface spécifique élevées, une perméabilité sélective aux milieux liquides et gazeux, d'excellentes fonctions chimiques, électriques, magnétiques et optiques - des caractéristiques qui en font le matériau idéal pour les produits fonctionnant à haute température, à haute pression ou dans des environnements extrêmes.

Résistance à l'oxydation à haute température

Les céramiques de carbure de silicium expansé présentent une excellente résistance à l'oxydation, ce qui permet de les utiliser dans les secteurs de la construction et des semi-conducteurs pour construire des échangeurs de chaleur de toutes sortes. Leur structure spéciale en réseau spatial améliore la conductivité thermique pour un meilleur transfert de chaleur.

La combinaison des propriétés mécaniques et de la résistance chimique du carbure de silicium en fait un matériau d'ingénierie recherché. Il résiste à la corrosion, à l'abrasion et à l'érosion, tandis que son module d'élasticité élevé garantit la stabilité dimensionnelle. Le carbure de silicium excelle également en tant que matériau adhésif dans les pompes, les garnitures mécaniques et les roulements. En termes de performances tribologiques, il est devancé par le diamant et le nitrure de bore cubique.

Résistance à l'usure à haute température

Les céramiques de carbure de silicium sont des matériaux durs et résistants à la température, ce qui en fait le choix idéal pour les applications industrielles. Leur résistance reste constante à des températures extrêmement élevées, car elles peuvent supporter des environnements difficiles avec des coefficients de frottement réduits, une résistance à la corrosion acide et alcaline et une excellente résistance chimique.

Les propriétés d'usure des céramiques en carbure de silicium sont déterminées par plusieurs facteurs, notamment la rugosité initiale de la surface et les caractéristiques chimiques et mécaniques du matériau. La rugosité initiale de la surface influence les couches de structure tribologiquement transformées formées, qui réduisent l'énergie nécessaire pour activer l'usure tout en diminuant la production de débris d'usure.

Les céramiques en mousse possèdent une structure de réseau tridimensionnelle intrinsèquement uniforme et se distinguent par leur grande surface spécifique, leur perméabilité sélective aux milieux liquides et gazeux, leurs excellentes fonctions thermiques, électriques, magnétiques et optiques et leurs propriétés de régulation thermique. En tant que telles, elles trouvent de nombreuses applications dans des domaines aussi variés que la métallurgie, l'ingénierie mécanique, les machines de transport, la défense nationale et la protection de l'environnement.

Faible dilatation thermique

Les céramiques avancées présentent une composition atomique unique qui leur permet de rester stables à haute température alors que d'autres matériaux, comme l'acier inoxydable, se dilatent sous l'effet de la chaleur. Le carbure de silicium a un coefficient de dilatation thermique inférieur de moitié à celui de l'acier inoxydable.

C'est donc un matériau idéal pour les bagues d'étanchéité au gaz, les garnitures mécaniques, les pièces de roulement dans les applications pétrochimiques et aérospatiales, car il offre une résistance à la corrosion, à l'oxydation, à l'usure chimique et aux chocs thermiques.

Le carbure de silicium fritté (SSiC) se caractérise par une dureté extrême et un module d'élasticité élevé qui lui permettent d'absorber de manière fiable l'énergie d'un impact, offrant ainsi une protection balistique avec des économies de poids considérables par rapport aux composants métalliques.