Le carbure de silicium li\u00e9 par r\u00e9action (RBSC) est un mat\u00e9riau c\u00e9ramique exceptionnellement dur et solide qui pr\u00e9sente une r\u00e9sistance m\u00e9canique, une r\u00e9sistance aux chocs, une stabilit\u00e9 chimique et une aptitude \u00e0 la mise en forme sup\u00e9rieures, ce qui le rend adapt\u00e9 \u00e0 diverses applications.<\/p>\n
Le RB-SiC pr\u00e9sente une duret\u00e9 inf\u00e9rieure \u00e0 celle du carbure de silicium fritt\u00e9, mais il est plus facile et moins co\u00fbteux \u00e0 fabriquer, tout en pr\u00e9sentant d'excellentes propri\u00e9t\u00e9s de r\u00e9sistance aux chocs thermiques.<\/p>\n
Le processus RMI utilise des particules de a-SiC incorpor\u00e9es dans une pr\u00e9forme de carbone poreux (G0), avant d'\u00eatre infiltr\u00e9es avec du silicium liquide pour obtenir du carbure de silicium li\u00e9 par r\u00e9action. Malheureusement, le silicium liquide peut provoquer le colmatage des pores en raison du processus d'infiltration. C'est pourquoi, dans cette \u00e9tude, le carbone multiphase a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9 comme antidote \u00e0 ce probl\u00e8me et pour am\u00e9liorer les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques du RB-SiC.<\/p>\n
Le carbone multiphase \u00e9tait compos\u00e9 de noir de carbone amorphe fin et de carbone micro-sph\u00e9rique grossier. Lors de l'infiltration de silicium liquide, le carbone micro-sph\u00e9rique est consomm\u00e9 tandis que le carbone amorphe peut s'\u00e9chapper des pores pour emp\u00eacher les r\u00e9actions de remplissage des pores de les obstruer - ainsi, lorsque l'on observe les \u00e9chantillons P10F90, P20F80 et P30F70, le pic caract\u00e9ristique n'est pas pr\u00e9sent, ce qui sugg\u00e8re que le carbone multiphase a permis d'\u00e9viter ce probl\u00e8me et d'am\u00e9liorer la r\u00e9sistance \u00e0 la flexion \u00e0 mesure que la temp\u00e9rature d'infiltration et le temps de trempage augmentaient.<\/p>\n
Le carbure de silicium RB est produit par infiltration de silicium fondu dans une pr\u00e9forme poreuse en carbone ou en graphite, o\u00f9 il r\u00e9agit avec le carbone pour former le SiC et cr\u00e9er un mat\u00e9riau c\u00e9ramique exceptionnel r\u00e9sistant \u00e0 l'usure, aux chocs et aux produits chimiques, qui se pr\u00e9sente sous diff\u00e9rentes formes et tailles, allant de simples c\u00f4nes et manchons \u00e0 des pi\u00e8ces techniques plus grandes pour les industries mini\u00e8res ou de transformation.<\/p>\n
La composition d'un pr\u00e9curseur composite, en particulier son rapport PF\/FA, influence la vitesse de r\u00e9action entre le carbone et le silicium liquide pendant la pyrolyse \u00e0 haute temp\u00e9rature. Le carbone multiphase am\u00e9liore la p\u00e9n\u00e9tration du silicium liquide \u00e0 travers les pores des pr\u00e9formes poreuses ; des sources de carbone gradu\u00e9es permettent de contr\u00f4ler \u00e0 la fois la teneur en b-SiC et en Si libre.<\/p>\n
La r\u00e9sistance \u00e0 la flexion et le module d'\u00e9lasticit\u00e9 du carbure de silicium RB peuvent \u00eatre consid\u00e9rablement augment\u00e9s gr\u00e2ce \u00e0 une classification minutieuse de sa source de carbone, en raison de l'\u00e9limination des surfaces de grains lisses noirs et blancs qui provoquent une fracture intergranulaire lors de la flexion.<\/p>\n
Les propri\u00e9t\u00e9s thermiques des c\u00e9ramiques de carbure de silicium li\u00e9es par r\u00e9action d\u00e9pendent du type et de la proportion de liaison. Le carbure de silicium li\u00e9 par r\u00e9action (RBSC), infiltr\u00e9 avec des particules de silicium m\u00e9tallique, est infiltr\u00e9 dans des pr\u00e9formes de carbone ou de graphite qui ne se r\u00e9tractent pas pendant ce processus ; des pi\u00e8ces de dimensions tr\u00e8s pr\u00e9cises peuvent ainsi \u00eatre cr\u00e9\u00e9es.<\/p>\n
Apr\u00e8s avoir \u00e9t\u00e9 infiltr\u00e9 avec du RBSC, il est ensuite soumis \u00e0 une nitruration \u00e0 haute temp\u00e9rature. Cette op\u00e9ration transforme le silicium m\u00e9tallique en nitrure de SiC et remplit les pores restants avec un r\u00e9seau de carbure de silicium. Le XRD montre que cette forme contient du diamant, du a-SiC, du b-SiC, du Si et du SiO2, tandis que le SEM montre des couches de graphite ainsi que du carbone amorphe.<\/p>\n
En raison de la pr\u00e9sence d'une couche de graphite, le RBSC pr\u00e9sente des valeurs k plus faibles que le SiC fritt\u00e9, tout en surpassant celles du NSIC. En outre, elle surpasse largement les c\u00e9ramiques \u00e0 base de SiO2 en termes de r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion, de r\u00e9sistance aux temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es, de r\u00e9sistance aux chocs thermiques et de capacit\u00e9 d'absorption des chocs thermiques.<\/p>\n
Le carbure de silicium li\u00e9 par r\u00e9action pr\u00e9sente d'excellentes propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectriques, telles qu'une faible r\u00e9sistance sp\u00e9cifique et une conductivit\u00e9 thermique \u00e9lev\u00e9e. Ces attributs en font un excellent choix de mat\u00e9riau pour les \u00e9l\u00e9ments chauffants \u00e9lectriques. En outre, son inertie chimique et sa r\u00e9sistance \u00e0 l'oxydation le rendent appropri\u00e9 pour les thermocouples de four, les pointes de br\u00fbleur, les briques de contr\u00f4le et les moufles dans les fours ; sa r\u00e9sistance sup\u00e9rieure aux chocs thermiques le rend \u00e9galement appropri\u00e9 pour les meubles dans les fours.<\/p>\n
Le SiC li\u00e9 par r\u00e9action peut \u00eatre cr\u00e9\u00e9 en m\u00e9langeant des m\u00e9langes intimes finement divis\u00e9s de silicium et de carbone avec un plastifiant, puis en fa\u00e7onnant et en br\u00fblant le plastifiant avant de l'infiltrer avec du silicium liquide ou gazeux. Cette r\u00e9action permet au silicium de se lier au carbone pour produire davantage de carbure de silicium qui r\u00e9agit ensuite avec le carbure de silicium d'origine pour former un composite compos\u00e9 de a-SiC, de b-SiC et de Si r\u00e9siduel.<\/p>\n
Au moment de l'infiltration, les granul\u00e9s d'a-SiC et de b-SiC form\u00e9s pendant la r\u00e9action sont uniform\u00e9ment dispers\u00e9s dans la pr\u00e9forme poreuse sans formation de grumeaux, probablement parce que les canaux capillaires ne sont pas obstru\u00e9s par les particules de b-SiC nouvellement form\u00e9es.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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