Alliage de carbone et de silicium de qualité supérieure, meilleur prix

Carbure de silicium (SiC), également connu sous le nomcarborundum, est un composé chimique dur contenant du silicium et du carbone. Semi-conducteur à large bande interdite, on le trouve dans la nature sous la forme d'un minéral extrêmement rare, la moissanite, mais il est produit en masse-sous forme de poudre et de cristal depuis 1893 pour être utilisé comme abrasif. Les grains de carbure de silicium peuvent être liés entre eux par frittage pour former des céramiques très dures qui sont largement utilisées dans des applications nécessitant une endurance élevée, telles que les freins et les embrayages des voitures et les plaques de céramique des gilets pare-balles. De gros monocristaux de carbure de silicium peuvent être cultivés par la méthode Lely et peuvent être découpés en pierres précieuses connues sous le nom de moissanite synthétique.

Les applications électroniques du carbure de silicium, telles que les-diodes électroluminescentes (DEL) et les détecteurs utilisés dans les premières radios, ont été démontrées pour la première fois vers 1907. Le SiC est utilisé dans les dispositifs électroniques à semi-conducteurs qui fonctionnent à des températures ou à des tensions élevées, ou les deux.

Outils abrasifs et coupants

Disques à tronçonner en SiC

Dans le secteur manufacturier, il est utilisé pour sa dureté dans les processus d'usinage abrasifs tels que le meulage, l'affûtage, la découpe au jet d'eau-et le sablage. Le SiC offre une alternative beaucoup plus tranchante et plus dure au sablage que l’oxyde d’aluminium. Des particules de carbure de silicium sont laminées sur du papier pour créer des papiers de verre et du ruban adhésif sur les planches à roulettes.

Dans les arts, le carbure de silicium est un abrasif populaire dans la lapidaire moderne en raison de la durabilité et du faible coût du matériau.

En 1982, un composite exceptionnellement résistant composé de barbes d'oxyde d'aluminium et de carbure de silicium a été découvert. Le développement de ce composite produit en laboratoire-en un produit commercial n'a pris que trois ans. En 1985, les premiers outils de coupe commerciaux fabriqués à partir de ce composite renforcé d'alumine et de carbure de silicium -renforcé ont été introduits sur le marché.

Matériau structurel

Le carbure de silicium est utilisé pour les plaques de traumatologie des gilets balistiques

Dans les années 1980 et 1990, le carbure de silicium a été étudié dans plusieurs programmes de recherche sur les turbines à gaz à haute température en Europe, au Japon et aux États-Unis. Les composants étaient destinés à remplacer les aubes de turbine ou les aubes de tuyère en superalliage de nickel. Cependant, aucun de ces projets n’a abouti à une production en quantité, principalement en raison de sa faible résistance aux chocs et de sa faible ténacité.

Comme d'autres céramiques dures (à savoir l'alumine et le carbure de bore), le carbure de silicium est utilisé dans les armures composites (par exemple les armures Chobham) et dans les plaques de céramique des gilets pare-balles. Dragon Skin, produit par Pinnacle Armor, utilisait des disques en carbure de silicium. L'amélioration de la ténacité à la rupture des blindages SiC peut être facilitée par le phénomène de croissance anormale des grains ou AGG. La croissance de grains de carbure de silicium anormalement longs peut servir à conférer un effet de durcissement grâce au pontage des fissures-sillage, similaire au renforcement des moustaches. Des effets de durcissement AGG- similaires ont été rapportés dans le nitrure de silicium (Si₃N₄).

Le carbure de silicium est utilisé comme matériau de support et d'étagère dans les fours-à haute température, par exemple pour la cuisson de la céramique, la fusion du verre ou le moulage du verre. Les étagères de four SiC sont considérablement plus légères et plus durables que les étagères traditionnelles en alumine.

En décembre 2015, l'infusion de nano-particules de carbure de silicium dans du magnésium fondu a été mentionnée comme moyen de produire un nouvel alliage solide et plastique adapté à une utilisation dans l'aéronautique, l'aérospatiale, l'automobile et la micro-électronique.

Pièces automobiles

Le frein à disque en carbure de silicium "carbone-céramique" de la Porsche Carrera GT

Le composite de carbone-carbone infiltré de silicium-est utilisé pour les disques de frein "céramique" hautes-performances, car ils peuvent résister à des températures extrêmes. Le silicium réagit avec le graphite dans le composite de carbone-carbone pour devenir du carbure de silicium renforcé de fibres de carbone--(C/SiC). Ces disques de frein sont utilisés sur certaines voitures de sport de route, supercars, ainsi que sur d'autres voitures de performance, notamment la Porsche Carrera GT, la Bugatti Veyron, la Chevrolet Corvette ZR1, la McLaren P1, Bentley, Ferrari, Lamborghini et certaines voitures Audi spécifiques à hautes performances. Le carbure de silicium est également utilisé sous forme frittée pour les filtres à particules diesel. Il est également utilisé comme additif d’huile pour réduire la friction, les émissions et les harmoniques.

Systèmes électriques

La première application électrique du SiC était la protection contre les surtensions dans les parafoudres des systèmes électriques. Ces appareils doivent présenter une résistance élevée jusqu'à ce que la tension à leurs bornes atteigne un certain seuil V_Tà quel point leur résistance doit chuter à un niveau inférieur et maintenir ce niveau jusqu'à ce que la tension appliquée descende en dessous de V_Tprojetant le courant dans le sol.

Il a été reconnu très tôt que le SiC avait une telle résistance-dépendante de la tension, et c'est pourquoi des colonnes de pastilles de SiC étaient connectées entre les lignes électriques à haute-tension et la terre. Lorsqu'un coup de foudre sur la ligne augmente suffisamment la tension de ligne, la colonne SiC devient conductrice, permettant au courant de choc de passer sans danger vers la terre plutôt que le long de la ligne électrique. Les colonnes SiC se sont avérées conductrices de manière significative aux tensions de fonctionnement normales des lignes électriques - et ont donc dû être placées en série avec un éclateur. Cet éclateur est ionisé et rendu conducteur lorsque la foudre augmente la tension du conducteur de la ligne électrique, connectant ainsi efficacement la colonne SiC entre le conducteur électrique et la terre. Les éclateurs utilisés dans les parafoudres ne sont pas fiables, soit ils ne parviennent pas à amorcer un arc en cas de besoin, soit ils ne s'éteignent pas par la suite, dans ce dernier cas en raison d'une défaillance matérielle ou d'une contamination par de la poussière ou du sel. L'utilisation de colonnes SiC visait à l'origine à éliminer le besoin d'éclateur dans les parafoudres. Des parafoudres SiC à espacement étaient utilisés pour la protection contre la foudre-et vendus sous les marques GE et Westinghouse, entre autres. Le parafoudre SiC à espacement a été largement remplacé par des varistances sans espace - qui utilisent des colonnes de pastilles d'oxyde de zinc.

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