SiC lié par réaction - Performances optimales dans des conditions extrêmes

Le SiC lié par réaction (RBSC) est un matériau céramique dense composé de carbure de silicium et de particules de carbone. La cuisson n'entraîne que des modifications minimes de ses dimensions, ce qui permet de produire des formes presque nettes sans coûts d'usinage supplémentaires après la cuisson.

Il s'est avéré que les structures des pores des RBSC dépendaient de plusieurs variables clés liées au degré de graphitisation, à la taille et à la morphologie des sources de carbone ; leur influence sur la réactivité du carbone par rapport au silicium fondu était immense.

Haute résistance

Le carbure de silicium est un matériau extrêmement solide et rigide qui peut supporter des niveaux élevés de contrainte sans perdre son intégrité structurelle. En raison de sa faible densité et de sa rigidité spécifique élevée, le carbure de silicium est un matériau souhaitable dans des situations telles que les télescopes spatiaux où des restrictions de poids doivent être prises en compte.

L'inertie chimique du SiC RB le rend idéal pour les applications où des produits chimiques agressifs entrent en contact. En outre, sa résistance aux chocs thermiques lui permet de supporter des changements soudains dans les conditions environnementales.

Pour augmenter la résistance à la flexion et le module d'élasticité du SiC RB, nous avons étudié comment différentes teneurs en carbone affectent sa microstructure. En utilisant une solution composite de précurseurs PF et FA, nous avons pu contrôler à la fois la teneur et la cristallinité du carbone dans notre préforme poreuse, produisant un SiC RB avec des propriétés de résistance à la flexion et de module d'élasticité plus élevées.

Conductivité thermique élevée

Le SiC est hautement conducteur thermique, avec une conductivité approximative de 300 W/mK - ce qui fait du RBSC une excellente option pour les applications nécessitant des performances à haute température.

Le RBSC présente une excellente résistance à l'usure abrasive et érosive, ce qui le rend idéal pour les environnements industriels exigeants. En outre, son faible coefficient de dilatation thermique permet des fluctuations rapides de température sans compromettre l'intégrité structurelle.

La distribution granulométrique des matières premières utilisées dans la préparation des préformes RBSC a un effet considérable sur leur microstructure et leurs propriétés physiques, telles que leur résistance à la flexion et leur module d'élasticité. Une augmentation de la teneur en noir de carbone entraîne une amélioration de la microstructure avec une plus grande résistance à la flexion et des valeurs de module élastique plus élevées dans les produits finis avec une meilleure microstructure.

Expansion à basse température

Le SiC lié par réaction offre aux applications nécessitant une résistance aux températures élevées une capacité de dilatation thermique exceptionnelle, obtenue grâce à l'utilisation de noir de carbone et de graphite microsphérique dans son processus de fabrication. La composition, la structure et les propriétés du SiC lié par réaction varient en fonction de la teneur en carbone, de la proportion, de la morphologie et de la forme des sources de carbone utilisées.

Le collage par réaction est une méthode efficace pour produire des matériaux céramiques tels que des réfractaires, des corps de filtre poreux et des composants d'usure tels que des joints mécaniques et des roulements.

Le SiC RB est un matériau extrêmement robuste et fiable qui excelle dans de multiples environnements. En raison de son faible taux de dilatation thermique, ce matériau convient parfaitement aux applications nécessitant une stabilité dimensionnelle précise, telles que les pompes, les roulements et les selfs de contrôle de flux. En outre, ce matériau polyvalent peut également être utilisé pour fabriquer des composants destinés aux équipements de fabrication de semi-conducteurs, tels que les composants de manipulation des wafers.

Faible friction

Le carbure de silicium lié par réaction (RBSC) est un matériau céramique adaptable, capable de prendre des formes complexes pour des utilisations professionnelles et industrielles. Le RBSC présente une excellente résistance à l'usure avec un faible coefficient de dilatation, une résistance à la corrosion ainsi que des propriétés électriques exceptionnelles.

Le RBSC est produit en infiltrant des préformes poreuses de carbure de silicium avec du silicium liquide. On obtient ainsi une céramique à la structure imperméable, résistante aux fluides modérément caustiques et acides ainsi qu'aux hydrocarbures légers. En outre, sa composition imperméable et la texture de sa surface réduisent le frottement, ce qui prolonge la durée de vie des composants. Sa légèreté et sa rigidité en font un matériau adapté aux télescopes spatiaux dont la charge utile est limitée ; sa surface très stable sur le plan dimensionnel ajoute encore à sa valeur.

Résistance chimique élevée

Le SiC lié par réaction est très résistant à la corrosion chimique, ce qui le rend idéal pour les environnements utilisant des matériaux corrosifs. En outre, sa faible dilatation thermique et sa résistance lui permettent de supporter des températures extrêmes.

La production par réaction consiste à injecter du silicium fondu dans un matériau poreux à base de carbone emballé dans la forme de la pièce souhaitée, où il réagit avec les molécules de carbone pour former du carbure de silicium.

La recherche a établi que la résistance à la flexion, le module d'élasticité et la porosité des céramiques RBSC dépendent de leur teneur et de la proportion de la source de carbone. L'obtention d'une gradation raisonnable en termes de source de carbone et de morphologie améliore considérablement les performances ; cela garantit une distribution uniforme des particules sic libres dans une microstructure étroitement empilée et des propriétés supérieures pour les produits finaux.