Propriétés physiques du carbure de silicium
Le carbure de silicium est l'un des matériaux industriels les plus durs après le diamant et le carbure de bore, et sa forte liaison covalente lui confère d'excellentes performances mécaniques et thermiques. La dureté Mohs est d'environ 9,0 à 9,5, la densité est de 3,1 à 3,3 g par centimètre cube, la température de décomposition est supérieure à environ 2 700 degrés C, la conductivité thermique est d'environ 120 à 270 W par mètre par kelvin selon le type de cristal et sa pureté, la dilatation thermique est faible avec une excellente résistance aux chocs thermiques et le comportement électrique est semi-conducteur, variant en fonction de la pureté, de la structure cristalline et de la température.
Dureté et résistance à l'usure élevées
La dureté Mohs d'environ 9,0 à 9,5 rend le SiC adapté aux meules, aux abrasifs de coupe, aux composants résistants à l'usure et aux pièces d'ingénierie en céramique, maintenant ainsi leurs performances dans des conditions d'usure mécanique sévères.
Haute-stabilité à la température
Le SiC maintient la stabilité structurelle à des températures extrêmement élevées avec une température de décomposition supérieure à 2 700 °C, une excellente résistance aux chocs thermiques et un faible coefficient de dilatation thermique. Ces propriétés le rendent adapté aux composants de four, aux meubles de four et aux produits réfractaires à haute température-. Une conductivité thermique élevée améliore l'efficacité du transfert de chaleur, l'uniformité de la température et les performances de gestion thermique.
Propriétés chimiques et comportement à l'oxydation
Le carbure de silicium a une excellente stabilité chimique, résistant généralement à l'acide chlorhydrique, à l'acide sulfurique et à de nombreux environnements corrosifs, avec une bonne résistance aux environnements alcalins à températures normales. Lorsqu'il est exposé à l'oxygène à des températures élevées, le SiC subit deux étapes d'oxydation : l'oxydation active entre 600 et 900 °C forme des produits gazeux, tandis que l'oxydation passive au-dessus d'environ 1 000 °C forme une couche protectrice de dioxyde de silicium sur la surface qui ralentit l'oxydation ultérieure et améliore la durabilité à haute température.
Réactivité métallurgique et différences de types
Dans les applications de sidérurgie et de fonderie, le SiC agit comme une source combinée de silicium et de carbone pour l'ajout de silicium, l'ajustement du carbone, le support de désoxydation et l'amélioration de la propreté des métaux. Green SiC offre une pureté et une dureté supérieures pour les abrasifs de précision et les céramiques avancées ; Le SiC noir offre robustesse et rentabilité pour la métallurgie, les réfractaires et les abrasifs généraux ; la poudre fine améliore le comportement au frittage ; et le SiC métallurgique sert à la fabrication de l'acier et à la carburation. Les exigences de pureté vont de 85 à 99 % pour la fabrication de l'acier, moyennes à élevées pour les réfractaires, élevées pour les abrasifs et ultra-élevées, généralement 99,99 % ou plus, pour les semi-conducteurs.
Foire aux questions
Q : Quelle est la dureté du carbure de silicium ?
R : Environ 9,0 à 9,5 Mohs, l'un des matériaux industriels les plus durs.
Q : Le carbure de silicium fond-il ?
R : À pression atmosphérique, il ne fond pas normalement ; il se décompose au-dessus d'environ 2 700 degrés Celsius.
Q : Quelle est la conductivité thermique ?
R : Environ 120 à 270 W par mètre et par kelvin selon le type et la pureté.
Q : Comment le SiC résiste-t-il à l’oxydation ?
R : Au-dessus d’environ 1 000 °C, une couche protectrice de SiO2 se forme et ralentit l’oxydation.
Q : Que fait le SiC dans la fabrication de l’acier ?
R : Il fournit du silicium et du carbone pour la désoxydation, la carburation et le traitement du métal en fusion.
Q : Quelle pureté est requise pour les semi-conducteurs ?
R : Qualité électronique à ultra-haute-pureté, généralement 99,99 % ou plus.
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