Le procédé de production industrielle du carbure de silicium fritté par réaction consiste à extraire du sable de quartz de haute qualité et du coke de pétrole calciné dans un four à chauffage électrique. Les blocs de carbure de silicium raffinés sont ensuite transformés en produits de granulométrie variée par broyage, lavage à l'acide et à la base concentrés, séparation magnétique et tamisage ou séparation par l'eau.
Le carbure de silicium se divise en deux grandes catégories : le carbure de silicium noir et le carbure de silicium vert, tous deux appartenant à la phase α-SiC. ① Le carbure de silicium noir contient environ 95 % de SiC et présente une ductilité supérieure à celle du carbure de silicium vert. Il est principalement utilisé pour la production et la transformation de matières premières à faible résistance à la traction, telles que le verre feuilleté, la porcelaine, la pierre, les réfractaires, la fonte et les métaux précieux. ② Le carbure de silicium vert contient plus de 97 % de SiC et possède de bonnes propriétés d’auto-affûtage. Il est principalement utilisé pour la fabrication d’outils en carbure, le travail du titane et la production de lentilles optiques. Il sert également au rodage des chemises de cylindre et au polissage des outils en acier rapide. De plus, il y a des mètres cubes de carbure de silicium, un cristal vert clair fabriqué par un nouveau procédé, et qui est utilisé pour produire un moule adapté à la superfinition des roulements, permettant de réduire la rugosité de surface de Ra32 ~ 0,16 μm à Ra0,04 ~ 0,02 μm.
Principales utilisations du frittage réactif du carbure de silicium
(1) En tant que matériau résistant à l'usure, il peut être utilisé comme moule, tel qu'une meule de sable, une pierre à aiguiser, une meule, une tuile de sable, etc.
(2) En tant qu'agent désoxydant et matériau anticorrosion pour l'industrie métallurgique, le carbure de silicium trouve principalement quatre applications : les céramiques fonctionnelles, les matériaux réfractaires haut de gamme, les matériaux résistants à l'usure et les matières premières de fusion. À l'heure actuelle, le carbure de silicium grossier est disponible sous diverses formes. Il ne s'agit pas d'un produit de haute technologie, et l'utilisation de poudre de carbure de silicium nanométrique, malgré sa haute valeur technologique, ne devrait pas engendrer d'effet d'échelle à court terme.
(3) monocristal de haute pureté, adapté à la production de matériaux semi-conducteurs, à la production de fibres chimiques en carbure de silicium.
Domaine d'application : Découpe de lignes pour cellules photovoltaïques de 90 à 3,6 m, cellules photovoltaïques, arséniure de potassium, résonateurs à quartz et autres composants. Traitement des matières premières pour les projets d'ingénierie de la chaîne de valeur de l'industrie photovoltaïque solaire, de l'industrie des semi-conducteurs et de l'industrie des cristaux piézoélectriques.
Frittage réactif du carbure de silicium – raisons de sa formation
La roche, soumise à des pressions et des températures extrêmement élevées au cœur de la Terre, est expulsée du sol avec la lave. On la trouve notamment en Thaïlande, en Australie, dans la province chinoise du Shandong et aux États-Unis. Le jade d'acier est produit par métamorphisme de contact. On le trouve notamment au Myanmar, au Cachemire et dans la province chinoise d'Anhui. Les rubis proviennent principalement de gisements alluvionnaires. Le carbure de silicium est obtenu par frittage d'émeraudes et de gemmes bleues d'origine écologique. Ce procédé utilise comme matières premières du minerai de silicium naturel pur, du carbone, des scories de bois et du sel industriel, puis le carbure de silicium est issu de la réaction d'érosion-agrégation. Le chauffage est réalisé dans un four électrique par réflexion. L'ajout de scories de bois permet de créer, à haute température, une structure poreuse qui favorise l'évacuation des vapeurs et des composés volatils, prévenant ainsi les risques d'explosion. La production d'une tonne de carbure de silicium peut générer environ 1,4 tonne de monoxyde de carbone (CO). Le rôle du sel industriel (NaCl) est propice à l'élimination de l'oxyde d'aluminium, des composés et autres résidus présents dans le matériau.
Date de publication : 19 juin 2023