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<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Le carbure de silicium est l'un des mat\u00e9riaux c\u00e9ramiques avanc\u00e9s les plus durs et les plus durables, utilis\u00e9 \u00e0 la fois pour sa duret\u00e9 en tant que mat\u00e9riau abrasif et pour sa r\u00e9sistance \u00e0 la chaleur et son faible coefficient de dilatation thermique dans les r\u00e9fractaires et les applications c\u00e9ramiques.<\/p>\n
La moissanite peut \u00e9galement \u00eatre pr\u00e9sente \u00e0 l'\u00e9tat naturel sous la forme d'un min\u00e9ral transparent, la moissanite. Les premiers \u00e9chantillons synth\u00e9tis\u00e9s artificiellement ont \u00e9t\u00e9 cr\u00e9\u00e9s en 1891 lors de la tentative d'Edward Acheson de cr\u00e9er des diamants artificiels ; plus tard, le chimiste Henri Moissan, laur\u00e9at du prix Nobel, a synth\u00e9tis\u00e9 artificiellement d'autres \u00e9chantillons.<\/p>\n
Le carbure de silicium (SiC) est une c\u00e9ramique non oxyd\u00e9e extr\u00eamement solide qui offre une r\u00e9sistance exceptionnelle \u00e0 la corrosion et aux attaques chimiques \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es. Le carbure de silicium est utilis\u00e9 comme mat\u00e9riau de rev\u00eatement r\u00e9fractaire dans les fours industriels, les meules, les outils de coupe et les applications o\u00f9 la r\u00e9sistance est essentielle, telles que les meules, les outils de coupe et les applications d'usinage. En outre, les composants en SiC constituent des \u00e9l\u00e9ments cl\u00e9s dans les \u00e9l\u00e9ments chauffants \u00e0 r\u00e9sistance, les thermistances pour les fours \u00e9lectriques ainsi que les tubes de rev\u00eatement et les faces d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 contenant du SiC.<\/p>\n
Le SiC est connu pour sa r\u00e9sistance thermique et sa solidit\u00e9 sup\u00e9rieures \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es, ce qui en fait un mat\u00e9riau tr\u00e8s pris\u00e9 dans les applications industrielles. Le SiC r\u00e9siste \u00e0 l'oxydation \u00e0 des temp\u00e9ratures allant jusqu'\u00e0 1 000 \u00b0C en cr\u00e9ant une couche protectrice d'oxyde qui agit comme une barri\u00e8re entre ses surfaces et les \u00e9l\u00e9ments qu'elles entourent. Toutefois, \u00e0 des temp\u00e9ratures plus \u00e9lev\u00e9es, des fissures peuvent p\u00e9n\u00e9trer cette barri\u00e8re et dissiper l'\u00e9nergie via des r\u00e9gions intercristallines ou granulaires, ce qui rend difficile l'augmentation de la r\u00e9sistance \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es.<\/p>\n
Le carbure de silicium peut \u00eatre fabriqu\u00e9 selon deux proc\u00e9d\u00e9s distincts : par r\u00e9action et par frittage. Ces deux formes ont des influences significatives sur sa microstructure, et donc sur ses performances \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es. Le liage par r\u00e9action implique l'infiltration de compacts verts compos\u00e9s de m\u00e9langes de SiC et de carbone avec du silicium liquide ; cela cr\u00e9e des structures dont les dimensions changent tr\u00e8s peu au cours du traitement et dont la surface est tr\u00e8s \u00e9tendue. La microstructure noyau-coquille r\u00e9fractaire pr\u00e9sente des caract\u00e9ristiques uniques dont il a \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9 qu'elles augmentaient la r\u00e9sistance du SiC \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es.<\/p>\n
La r\u00e9sistance remarquable du carbure de silicium en fait un excellent choix de mat\u00e9riau pour les applications \u00e0 haute temp\u00e9rature, telles que les plaquettes de frein en c\u00e9ramique pour les automobiles grand public. Le mat\u00e9riau est capable de r\u00e9sister \u00e0 des temp\u00e9ratures allant jusqu'\u00e0 1400 degr\u00e9s Celsius tout en conservant sa r\u00e9sistance et sa duret\u00e9 exceptionnelles, ce qui fait du carbure de silicium un mat\u00e9riau id\u00e9al.<\/p>\n
Le carbure de silicium se distingue des autres mat\u00e9riaux c\u00e9ramiques par le fait qu'il ne se d\u00e9grade pas et ne fond pas \u00e0 haute temp\u00e9rature, ce qui lui permet d'\u00eatre utilis\u00e9 dans des applications soumises \u00e0 de fortes contraintes et supportant des charges telles que les roulements et les plaques pare-balles, sans subir de dommages structurels permanents. Le carbure de silicium est donc particuli\u00e8rement adapt\u00e9 aux applications soumises \u00e0 de fortes contraintes, telles que les roulements et les plaques pare-balles.<\/p>\n
Le carbure de silicium existe \u00e0 l'\u00e9tat naturel sous la forme d'un min\u00e9ral extr\u00eamement rare, la moissanite, tandis que la production de carbure synth\u00e9tique r\u00e9pond aux exigences des industries modernes de la d\u00e9fense nationale, de l'\u00e9nergie nucl\u00e9aire, de la technologie spatiale et de l'a\u00e9rospatiale, qui requi\u00e8rent des dimensions pr\u00e9cises.<\/p>\n
Le carbure de silicium fritt\u00e9 poss\u00e8de l'une des conductivit\u00e9s thermiques les plus \u00e9lev\u00e9es parmi les c\u00e9ramiques techniques, juste derri\u00e8re le nitrure d'aluminium. Cela peut \u00eatre attribu\u00e9 \u00e0 sa structure de r\u00e9seau d'oxyg\u00e8ne qui produit une grande diffusion des phonons. Bien que sa conductivit\u00e9 thermique puisse \u00eatre encore augment\u00e9e en utilisant des additifs d'oxyde dans les processus de frittage, ceux-ci doivent \u00eatre maintenus \u00e0 un minimum absolu pour pr\u00e9server la stabilit\u00e9 structurelle et la r\u00e9sistance \u00e0 l'oxydation du mat\u00e9riau.<\/p>\n
Le faible coefficient de dilatation thermique du carbure de silicium en fait le mat\u00e9riau id\u00e9al pour les composites \u00e0 matrice c\u00e9ramique (CMC) dans des conditions difficiles. Il est donc tr\u00e8s utilis\u00e9 dans des applications telles que les turbines \u00e0 gaz et les tuy\u00e8res de fus\u00e9e, o\u00f9 les mat\u00e9riaux doivent r\u00e9sister \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es et \u00e0 des chocs thermiques.<\/p>\n
La r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion fait de l'acier inoxydable un excellent choix de mat\u00e9riau pour les rev\u00eatements de fours de l'industrie chimique, o\u00f9 il peut r\u00e9sister \u00e0 des temp\u00e9ratures extr\u00eames tout en conservant son int\u00e9grit\u00e9 structurelle. En outre, l'acier inoxydable offre une grande stabilit\u00e9 chimique, ce qui lui permet de fonctionner pendant de longues p\u00e9riodes dans des environnements liquides hostiles tels que les solutions acides et alcalines.<\/p>\n
Le polymorphe le plus r\u00e9pandu du carbure de silicium, la forme alpha, peut \u00eatre trouv\u00e9 \u00e0 des temp\u00e9ratures sup\u00e9rieures \u00e0 1700 degr\u00e9s Celsius avec une structure cristalline wurtzite et des points de fusion sup\u00e9rieurs \u00e0 1700 degr\u00e9s Celsius. Cependant, la forme b\u00eata, plus rare, peut \u00e9galement exister avec sa structure cristalline de zinc blende similaire au diamant et un point de fusion plus bas \u00e0 1030 degr\u00e9s Celsius - cette forme plus rare peut servir de support \u00e0 des catalyseurs h\u00e9t\u00e9rog\u00e8nes.<\/p>\n
Le carbure de silicium se pr\u00e9sente sous la forme de c\u00e9ramiques poreuses et denses. Les techniques de production varient consid\u00e9rablement, la microstructure finale d\u00e9pendant de la m\u00e9thode de production utilis\u00e9e. Le SiC li\u00e9 par r\u00e9action est produit par infiltration de compacts de m\u00e9lange carbone-SiC avec du silicium fondu qui r\u00e9agit entre eux pour former plus de SiC, liant le compact initial ; le SiC fritt\u00e9, tel que l'Hexoloy, est form\u00e9 par des processus de formage de c\u00e9ramique conventionnels avant d'\u00eatre fritt\u00e9 \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es sous une atmosph\u00e8re inerte.<\/p>\n
La duret\u00e9 du carbure de silicium sur l'\u00e9chelle de Mohs atteint 9,5, ce qui le place en troisi\u00e8me position derri\u00e8re le diamant et le nitrure de bore. Il convient donc aux outils de coupe et aux mat\u00e9riaux abrasifs, ainsi qu'\u00e0 la fabrication de pi\u00e8ces r\u00e9sistantes \u00e0 l'usure \u00e0 haute temp\u00e9rature, comme les roulements et les joints dans les applications de l'industrie m\u00e9canique.<\/p>\n
La combinaison unique de propri\u00e9t\u00e9s chimiques stables, d'une excellente conductivit\u00e9 thermique, d'un faible coefficient de dilatation thermique, de la duret\u00e9 et de la r\u00e9sistance m\u00e9canique du carbure de silicium lui a valu d'\u00eatre largement utilis\u00e9 dans plusieurs industries, notamment le p\u00e9trole, l'ing\u00e9nierie chimique, la micro\u00e9lectronique, l'automobile, l'aviation, la papeterie et l'exploitation mini\u00e8re au laser. En outre, le carbure de silicium est \u00e9galement utilis\u00e9 dans les applications de protection de l'environnement, d'\u00e9lectronique de l'information et d'utilisation de l'\u00e9nergie.<\/p>\n
Le carbure de silicium (SiC) peut \u00eatre produit \u00e0 l'aide de deux proc\u00e9d\u00e9s, la liaison par r\u00e9action et le frittage, qui influencent tous deux sa microstructure finale. Le carbure de silicium li\u00e9 par r\u00e9action est g\u00e9n\u00e9ralement cr\u00e9\u00e9 par infiltration de compacts compos\u00e9s de m\u00e9langes de silicium et de carbone avec du silicium liquide qui r\u00e9agit ensuite avec d'autres mol\u00e9cules de silicium et de carbone pour former davantage de liaisons SiC, tandis que le carbure de silicium fritt\u00e9 est fabriqu\u00e9 \u00e0 l'aide de techniques de formage de c\u00e9ramique conventionnelles et d'adjuvants de frittage non oxyd\u00e9s pour la production.<\/p>\n
L'excellente usinabilit\u00e9 du carbure de silicium en fait un excellent mat\u00e9riau pour la fabrication de composants d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 r\u00e9sistants \u00e0 l'usure, en particulier lorsqu'il est associ\u00e9 au graphite. Cette combinaison offre des coefficients de frottement inf\u00e9rieurs \u00e0 ceux de la c\u00e9ramique d'alumine et des alliages durs et conserve sa forme en cas de valeurs de PV \u00e9lev\u00e9es, afin d'\u00e9viter les fuites de produits chimiques tels que les alcalis et les acides dans l'environnement.<\/p>\n
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