Qu'est-ce que la céramique SIC?

Céramique sicest un matériau en céramique produit par la réaction des éléments du silicium (Si) et du carbone (C), avec une dureté extrêmement élevée, une résistance à la chaleur et une stabilité chimique. Il a non seulement des applications approfondies dans l'industrie, mais occupe également une position importante dans le domaine de la haute technologie.

Les propriétés et les caractéristiques de la céramique sic

1. Durée élevée

La dureté de la céramique sic est extrêmement élevée, la seconde seulement à celle du diamant. Sa dureté Mohs atteint 9, ce qui le rend capable de porter et de couper facilement d'autres matériaux plus doux. Pour cette raison, les céramiques SIC sont souvent utilisées pour fabriquer des outils de coupe, des composants résistants à l'usure et d'autres applications qui nécessitent une résistance à l'usure.

2. Résistance à la chaleur élevée

Le carbure de silicium a une excellente stabilité à haute température et peut maintenir la stabilité de ses propriétés physiques et chimiques dans des environnements à haute température supérieurs à 1600 ℃. Cela fait que les céramiques SIC ont des avantages irremplaçables dans les applications à des températures élevées, telles que les composants du moteur et les matériaux de la chaudière.

3. Excellente stabilité chimique

Les céramiques SIC ont une forte résistance à la plupart des solutions acides et alcalines et des gaz corrosifs. Cela lui a permis d'être largement appliqué dans des environnements hautement corrosifs dans des secteurs tels que le génie chimique et la métallurgie.

4. Basse densité

Bien que la céramique SIC ait une dureté élevée et une forte résistance à la chaleur, leur densité est relativement faible et ils ont de bonnes caractéristiques légères. Ceci est particulièrement important pour les industries aérospatiales et automobiles qui nécessitent des matériaux légers.

Le processus de frittage de la céramique sic est d'une grande importance. Grâce à une recherche et à une exploration approfondies par de nombreux chercheurs, diverses techniques de frittage ont été développées successivement, notamment le frittage sans pression, le frittage à chaud, le frittage de réaction, le frittage de pressage isostatique chaud, et plus encore.

Frittage sans pression

Le frittage sans pression est considéré comme la méthode de frittage la plus prometteuse pour le sic. Selon différents mécanismes de frittage, le frittage sans pression peut être divisé en frittage en phase solide et frittage en phase liquide. En ajoutant simultanément une quantité appropriée de B et C (avec une teneur en oxygène inférieure à 2%) à la poudre β-SIC ultrafine, le corps fritté SIC avec une densité supérieure à 98% sera fritté à 2020 ℃.

Frittage pressé chaud

Le sic pur ne peut être densément fritté qu'à des températures très élevées sans aucun additif de frittage. Par conséquent, de nombreuses personnes mettent en œuvre des processus de frittage à chaud pour SIC. L'aluminium et le fer sont les additifs les plus efficaces pour promouvoir le frittage à chaud du sic. De plus, le processus de frittage à chaud ne peut produire que des pièces SIC avec des formes simples, et la quantité de produits produite par le processus de frittage à chaud est très petite, ce qui n'est pas propice à la production industrielle.

Frittage réactif

Le carbure de silicium en réaction, également connu sous le nom de carbure de silicium auto-conduit, fait référence au processus dans lequel les billettes en acier poreuses réagissent avec des phases de gaz ou de liquide pour améliorer la qualité des billettes, réduire la porosité et friser les produits finis avec une force et une précision dimensionnelle. La poudre α-SIC est mélangée avec du graphite dans une certaine proportion et chauffée à environ 1650 ℃ pour former une billette. Pendant ce temps, il pénètre à travers le Si en phase gazeuse ou pénètre dans la billette, réagit avec du graphite pour former β-SIC et se combine avec les particules α-SIC existantes. Lorsque SI est entièrement infiltré, un corps fritté réactif avec une densité complète et aucun retrait dimensionnel ne peut être obtenu. Par rapport aux autres processus de frittage, le changement dimensionnel de frittage de réaction pendant le processus de densification est relativement petit et des produits avec des dimensions précises peuvent être produits. Cependant, la présence d'une grande quantité de SiC dans le corps fritté détériore les performances à haute température de la céramique SIC dirigée par la réaction.

Un frittage de pressage isostatique

Afin de surmonter les lacunes du processus de frittage traditionnel, la technologie de frittage de pressage isostatique à chaud est adoptée. Dans l'état de 1900 ℃, une céramique à phase cristalline fine avec une densité supérieure à 98 a été obtenue, et la résistance à la flexion à température ambiante pourrait atteindre 600 MPa. Bien que le frittage de pressage isostatique chaud puisse produire des produits de phase de forme complexe et denses avec de bonnes propriétés mécaniques, le frittage de la hanche doit sceller le blanc, ce qui rend difficile la production industrielle.