Le carbure de silicium noir, également connu sous le nom de carbure de silicium noir, est un type de matériau en carbure de silicium présentant les caractéristiques et applications suivantes :
Propriétés
- Dureté élevée : Sa dureté se situe entre celle du corindon et celle du diamant, avec une dureté Mohs d’environ 9,5, juste derrière le diamant. Il présente une excellente résistance à l’usure et conserve sa forme et son tranchant pendant l’ utilisation .
- Résistance aux hautes températures : Il conserve une bonne stabilité à haute température et présente des points de fusion et d’ébullition élevés. Il est adapté aux environnements à haute température et résiste à l’érosion des gaz et des métaux en fusion.
- Bonne stabilité chimique : il présente une forte résistance aux acides, aux alcalis et autres substances chimiques et est peu sujet à la corrosion. Il conserve ses performances et son intégrité dans des environnements chimiques difficiles.
- Conductivité thermique élevée : il a une bonne conductivité thermique et peut transférer rapidement la chaleur, ce qui aide à dissiper la chaleur dans les applications à haute température et à éviter la surchauffe locale 2 3 4 .
- Faible coefficient de dilatation thermique : le coefficient de dilatation thermique est faible et le changement de volume est faible lorsque la température change, ce qui peut maintenir une bonne stabilité dimensionnelle et n’est pas facile à produire des fissures et des déformations.
Processus de production
Il est principalement fabriqué à partir de matières premières telles que le sable de quartz et le coke de pétrole, par fusion à haute température dans un four à résistance électrique. Le procédé spécifique est le suivant :
- Préparation des matières premières : sélectionnez du sable de quartz de haute pureté et du coke de pétrole comme matières premières principales et effectuez un prétraitement tel que le concassage et le criblage pour garantir que la granulométrie et la pureté des matières premières répondent aux exigences.
- Mélange : Mélangez le sable de quartz prétraité et le coke de pétrole dans une certaine proportion et ajoutez des additifs appropriés si nécessaire pour améliorer l’efficacité de la réaction et la qualité du produit.
- Fusion à haute température : Les matières premières mélangées sont placées dans un four à résistance électrique et chauffées à une température élevée d’environ 2 000 °C pour la fusion. Dans cet environnement à haute température, la réaction chimique entre le sable de quartz et le coke de pétrole produit du carbure de silicium.
- Post-traitement : Le bloc de carbure de silicium obtenu est traité par broyage, lavage acide-base, séparation magnétique, tamisage et autres procédés pour éliminer les impuretés et obtenir des produits de carbure de silicium noir de différentes tailles de particules.
Applications
- Outils abrasifs et de meulage : Largement utilisé dans la fabrication d’outils abrasifs tels que les meules, le papier de verre, les bandes abrasives et les blocs de meulage, il peut être utilisé pour le meulage, le polissage et la découpe de divers matériaux, tels que les métaux, la céramique, le verre et la pierre .
- Matériaux réfractaires : Il est utilisé pour fabriquer des briques réfractaires, des creusets, des revêtements de four et d’autres produits réfractaires, ce qui peut améliorer la résistance aux hautes températures et la résistance à l’usure du four et prolonger la durée de vie du four.
- Domaine des semi-conducteurs : C’est un matériau semi-conducteur important qui peut être utilisé dans la fabrication de dispositifs semi-conducteurs haute puissance, haute fréquence et haute température, tels que les transistors, les diodes et les thyristors. Il possède d’excellentes propriétés électriques et peut améliorer les performances et la fiabilité des dispositifs semi-conducteurs.
- Domaines aérospatial et militaire : Grâce à sa dureté élevée, sa résistance aux températures élevées et ses excellentes propriétés mécaniques, il est utilisé dans la fabrication de pièces aérospatiales, telles que des composants de moteurs d’avion, des revêtements d’ailes et des obus de missiles. Il peut également être utilisé pour la fabrication de gilets pare-balles et de blindages de véhicules afin d’améliorer les performances de protection.
- Industrie chimique : il peut être utilisé comme support de catalyseur ou comme matériau pour la fabrication de récipients de réaction chimique, qui peuvent résister à la corrosion des substances chimiques et améliorer l’efficacité et la sécurité des réactions chimiques.