Carbure de silicium (SiC) présente une dureté élevée, une excellente résistance à la corrosion, une résistance à haute température et une résistance à l'oxydation. Il est largement utilisé dans la métallurgie, l'aérospatiale, les supports catalytiques, les céramiques techniques, les abrasifs et la mécanique. Sa dureté extrême joue un rôle important dans l'industrie de l'information électronique, comme dans la découpe de puces. La poudre de carbure de silicium de haute pureté, ultrafine, uniforme et sans agglomérats, est la condition préalable essentielle à la fabrication de produits SiC haute performance.
Les méthodes de préparation du SiC peuvent être classées en phase solide, phase liquide, et phase gazeuse routes, en fonction des états physiques et chimiques des matières premières.
Méthodes en phase solide
Méthode de réduction carbothermique
La méthode de réduction carbothermique produit essentiellement des carbures ou des métaux en réduisant des oxydes métalliques avec du carbone à haute température. Les premiers procédés mélangeaient simplement du quartz avec du noir de carbone, ce qui entraînait des temps de réaction longs et des températures de réaction excessivement élevées.
Méthode de broyage mécanique
La méthode de broyage mécanique utilise une force mécanique pour augmenter les défauts internes dans les particules de poudre. Les forces externes brisent les liaisons intermoléculaires à l'intérieur du matériau, le divisant pour créer de nouvelles interfaces. En général, la matière première subit un broyage à haute énergie, où les particules plus grosses sont fracturées en particules plus petites avec une surface spécifique plus élevée après un impact. Combiner impact, extrusion, cisaillement et forces de broyage est une approche efficace pour produire micro-poudre de carbure de silicium.
Synthèse par auto-propagation à haute température (SHS)
Également appelée synthèse par combustion, la SHS utilise la chaleur exothermique intense des réactions chimiques entre les réactifs pour atteindre l'auto-chauffage et l'auto-propagation, produisant le matériau cible. Elle offre des avantages tels que des économies d'énergie, une haute efficacité et un faible coût.
Méthodes en phase liquide
Méthode de pyrolyse des polymères
Cette méthode chauffe des polymères tels que le polysilane, libérant essentiellement de petits monomères pour former une chaîne de Si–C. Il existe deux principales voies :
- Le précurseur est chauffé, se décomposant pour libérer des monomères, suivi par une réduction carbothermique pour produire de la poudre de carbure de silicium.
- Le précurseur est chauffé pour libérer des monomères, qui forment d'abord la chaîne Si–C, puis finalement la poudre de SiC. Dans cette méthode, la synthèse du précurseur est l'étape critique.
Méthode Sol–Gel
Le procédé sol–gel est une voie importante pour synthétiser des matériaux inorganiques à basse ou ambiante températures. Des composés à haute réactivité sont utilisés comme précurseurs, et les matières premières sont mélangées uniformément en phase liquide. Une série de réactions chimiques produisent un système de sol stable. Après vieillissement, les particules de gel polymérisent progressivement en une structure tridimensionnelle. Le gel est ensuite séché et déshydraté pour former des matériaux à sous-nanostructure.
Méthode en phase gazeuse
Dépôt par Couches Minces par Vaporisation Chimique (CVD)
Dans la CVD, des substances gazeuses subissent des réactions chimiques et de transport sur un substrat solide, produisant une couche de précipité solide.
Dépôt par Vaporisation Plasma-Induite
Le principe de la synthèse par vaporisation plasma repose sur l'ionisation des molécules de gaz sous un champ électrique pour former un plasma. La décharge plasma est ensuite utilisée pour activer le gaz de réaction. Ce procédé permet le dépôt par vaporisation chimique.
Méthode de Dépôt par Vaporisation Chimique Induite par Laser
La méthode de dépôt par vaporisation chimique induite par laser est largement appliquée. Elle peut produire de la poudre de SiC de haute pureté.
Elle montre également un grand potentiel dans la synthèse de divers éléments, composés inorganiques et matériaux composites.
Poudre épique
Dans la production de micro-poudre de carbure de silicium de haute pureté et ultrafine, un broyage précis et une classification sont essentiels pour obtenir une taille de particule uniforme et éviter l'agglomération. Epic Powder fournit des systèmes avancés de broyage et de classification, tels que les broyeurs à jet, les broyeurs classificateurs à air et les solutions de broyage mécanique, permettant un raffinage efficace des particules et une qualité constante. Ces technologies aident à garantir que les poudres de SiC répondent aux exigences strictes des céramiques haute performance, de l'électronique et des applications d'ingénierie avancée.
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