Métallurgie Siliziumkarbid Silicon Carbide 90

La structure du carbure de silicium est fascinante. L'unité de base de sa structure cristalline est le tétraèdre de silicium-carbone, où l'atome de silicium est au centre et entouré d'atomes de carbone. Dans le cristal, le silicium représente environ 70% et le carbone d'environ 30%. Les obligations covalentes sont le principal type de liaison en SIC, représentant 88% des obligations totales. Les fortes liaisons covalentes et l'hybridation SP3 formées pendant la liaison des atomes de carbone et de silicium entraînent une structure très stable similaire à celle du diamant. Différentes ordres d'empilement de couches de carbone-silicium, parallèles ou anti-parallèles, conduisent à la formation de multiples formes cristallines de sic.

En termes de synthèse, en dehors de la réduction du carbone mentionnée précédemment de la silice et des méthodes de dépôt chimique de vapeur, il existe également la synthèse directe du carbone et du silicium. Dans cette approche, le silicium et le carbone sont conçus pour réagir directement dans certaines conditions pour former SIC. De plus, dans la production industrielle de SIC, la méthode Acheson est largement utilisée. Dans cette méthode, une fournaise de résistance en briques réfractaires est utilisée. Un mélange de sable de silice et de poudre de coke est disposé autour d'un conducteur de carbone. Lorsqu'un courant électrique traverse le conducteur, une réaction chimique se produit, combinant le carbone dans le coke et le silicium dans le sable pour former des gaz de monoxyde de carbone et de carbone. Cependant, cette méthode présente certains inconvénients, comme la génération de poussière et de gaz déchets comme le monoxyde de carbone, le dioxyde de soufre et le sulfure d'hydrogène, qui provoquent une pollution environnementale. Pour y remédier, la méthode ESK a été développée. Il utilise une électrode de plaque inférieure, et les gaz déchets générés lors de la fusion peuvent être collectés via un tuyau de collecte de gaz et utilisés pour la production d'électricité, atteignant à la fois un traitement de gaz déchet et une récupération d'énergie à 20%.

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