Quelles sont les propriétés et les principales applications du carbure de silicium fritté par réaction ? Le carbure de silicium, également appelé carborundum ou sable réfractaire, est un composé inorganique. On distingue deux types de carbure de silicium : le carbure de silicium vert et le carbure de silicium noir. Connaissez-vous les propriétés et les principales applications du carbure de silicium ? Aujourd’hui, nous allons vous les présenter.
Le frittage réactif du carbure de silicium consiste à utiliser du sable de quartz, du coke de pétrole calciné (ou du coke de charbon), des scories de bois (la production de carbure de silicium vert nécessite l'ajout de sel alimentaire) et d'autres matières premières, par fusion continue à haute température dans un four à chauffage électrique.
Propriétés du carbure de silicium fritté par réaction :
1. Conductivité thermique et coefficient de dilatation thermique du carbure de silicium. Matériau réfractaire, la brique carbonisée présente une excellente résistance aux chocs. Celle-ci se manifeste principalement par sa conductivité thermique élevée (coefficient de transfert thermique) et son coefficient de dilatation thermique relativement faible.
2. La conductivité du carbure de silicium. Le carbure de silicium est un matériau semi-conducteur dont la conductivité varie en fonction du type et de la quantité d'impuretés introduites lors de la cristallisation. Sa résistance se situe entre 10⁻² et 10¹² Ω·cm. Parmi ces impuretés, l'aluminium, l'azote et le bore ont une influence majeure sur la conductivité du carbure de silicium ; celle-ci augmente significativement avec la teneur en aluminium.
3. Résistance du carbure de silicium. La résistance du carbure de silicium varie avec la température, mais dans une certaine plage de températures, son comportement est inverse à celui d'une résistance métallique. La relation entre la résistance et la température du carbure de silicium est plus complexe. La conductivité du carbure de silicium fritté par réaction augmente avec la température jusqu'à une certaine valeur, puis diminue lorsque la température augmente à nouveau.
L'utilisation du carbure de silicium :
1. Matériaux résistants à l'usure – principalement utilisés pour la fabrication de meules de sable, de papier de verre abrasif, de pierres à aiguiser, de meules, de pâtes à rectifier et de produits photovoltaïques dans le traitement de surface, le meulage et le polissage des cellules et composants photovoltaïques.
2. Matériau réfractaire haut de gamme – peut être utilisé comme désoxydant et matériau résistant à la corrosion dans l'industrie métallurgique, pour fabriquer des composants préfabriqués, des pièces fixes, etc. pour fours à haute température en continu.
3. Céramiques fonctionnelles – permettent non seulement de réduire le volume du four, mais aussi d'améliorer la qualité des produits des fours industriels, de réduire le temps de cycle, constituent le matériau indirect idéal pour le frittage d'émail céramique, les céramiques non oxydes à haute température en continu, réfléchissant la porcelaine frittée.
4. Métaux rares – entreprises sidérurgiques, secteur de concentration de l'industrie métallurgique, ont une certaine application.
5, autres – utilisés pour fabriquer un revêtement à rayonnement infrarouge lointain ou une plaque en carbure de silicium pour sécher par rayonnement infrarouge lointain.
Grâce à ses propriétés chimiques organiques homogènes, son coefficient de transfert thermique élevé, son faible coefficient de dilatation linéaire et sa bonne résistance à l'usure, le carbure de silicium trouve d'autres applications importantes, outre son utilisation comme matériau résistant à l'usure. Par exemple, un nouveau procédé d'incorporation de poudre de carbure de silicium dans la roue ou la cavité du cylindre d'une centrifugeuse permet d'améliorer la résistance à l'usure et d'augmenter sa durée de vie d'un à deux fois. Il sert également à la fabrication de matériaux réfractaires de haute qualité, résistants aux chocs thermiques, compacts, légers et très résistants, offrant ainsi des avantages considérables en matière de protection de l'environnement et d'économie d'énergie. Le carbure de silicium de faible pureté (contenant environ 85 % de SiC) est un excellent désoxydant, permettant d'accélérer la production de fonte et d'améliorer la composition et la qualité de l'acier. Enfin, le carbure de silicium entre dans la composition de nombreux éléments chauffants électriques, notamment les barres de silicium-molybdène.
Date de publication : 11 septembre 2023