Plaque de carbure de silicium : Le guide ultime pour les professionnels de l'industrie

Plaque de carbure de silicium : Le guide ultime pour les professionnels de l'industrie

Bref aperçu du carbure de silicium (SiC) en tant que matériau

Carbure de silicium (SiC) est un matériau très durable et résistant, connu pour sa dureté et sa conductivité thermique élevée.

Cette dureté fait du carbure de silicium un excellent matériau pour les abrasifs, les outils de coupe et les composants qui doivent résister à des niveaux d'usure élevés.

En raison de ses propriétés uniques, le carbure de silicium est largement utilisé dans les domaines de l'industrie, de l'électronique et de l'énergie, en particulier dans l'électronique de puissance et les dispositifs à haute tension et à haute température tels que les DEL.

Qu'est-ce qu'une plaque en carbure de silicium ?

Définition des plaques de carbure de silicium

Les plaques de carbure de silicium sont une forme de carbure de silicium fabriquée dans une forme plate qui combine les propriétés inhérentes du carbure de silicium telles qu'une dureté extrêmement élevée, une stabilité thermique, une conductivité thermique et une résistance à l'usure, à la corrosion et aux chocs thermiques, ce qui le rend idéal pour une variété d'applications. En raison de sa robustesse, les plaques de carbure de silicium ont également une valeur d'application unique dans des environnements avec des températures élevées, des contraintes mécaniques et des substances corrosives.

plaque de carbure de silicium

Processus de fabrication des plaques de carbure de silicium

Préparation de la poudre

La poudre de carbure de silicium de haute pureté est préparée et le mélange de poudres est broyé pour obtenir la taille et l'uniformité des particules souhaitées, ce qui est essentiel pour l'uniformité et la qualité de la feuille.

Forme

La poudre préparée est transformée en comprimés par pressage à sec, pressage isostatique ou moulage par glissement.

Frittage

Pour fritter le corps vert, différentes méthodes de frittage peuvent être utilisées, notamment le frittage sans pression, le pressage à chaud et le collage réactif.

Post-traitement

Après le frittage, il peut être nécessaire d'usiner le panneau pour obtenir des dimensions ou une finition de surface précises.

Le carbure de silicium étant très dur, des outils diamantés sont souvent utilisés pour le découpage et le façonnage. En fonction de l'application, les tôles peuvent également être traitées en surface pour améliorer les propriétés telles que la résistance à la corrosion ou pour appliquer des revêtements.

Contrôle de la qualité

des mesures strictes de contrôle de la qualité sont mises en œuvre tout au long du processus de fabrication.

Il s'agit notamment d'inspecter la densité, la porosité, la résistance mécanique et la précision des dimensions pour s'assurer que le carton répond aux spécifications requises.

Types de plaques de carbure de silicium et leurs propriétés

 Les types

Fabrication

Propriétés

RBSiC

Il s'agit d'une méthode unique qui associe la technologie traditionnelle des procédés céramiques à des procédés de réaction chimique, ce qui permet de produire du carbure de silicium de formes et de tailles complexes.

excellente résistance à l'usure et résistance élevée aux chocs thermiques, moins coûteux, rentable

SSiC:

Créé par un processus de frittage sans pression, où le carbure de silicium finement pulvérisé est compacté puis chauffé à haute température dans une atmosphère inerte, ce qui permet aux particules de se lier sans application de pression externe.

excellente dureté, conductivité thermique élevée et faible dilatation thermique

HPSiC

Combine une pression et une température élevées pour densifier la poudre de carbure de silicium dans un moule. La pression appliquée permet d'obtenir des densités plus élevées et d'éliminer la porosité plus efficacement que le frittage sans pression.

Propriétés mécaniques supérieures, dureté et résistance élevées

ReSiC

Produit par frittage de poudre de carbure de silicium à des températures élevées jusqu'à ce qu'elle se recristallise. Ce processus n'implique pas de pression ou d'adjuvants de frittage supplémentaires, ce qui permet d'obtenir un produit avec des grains plus gros et interconnectés.

bonne résistance aux chocs thermiques et stabilité à haute température

SiSiC

Variante du carbure de silicium lié par réaction, dans laquelle du silicium supplémentaire est introduit dans le corps après le processus initial de liaison par réaction. Ce silicium supplémentaire remplit les pores, ce qui améliore encore la densité et la résistance du matériau.

une excellente dureté, une résistance supérieure à l'usure et une conductivité thermique élevée.

Avantages des plaques en carbure de silicium

  • Résistance aux hautes températures
  • Dureté et résistance à l'usure supérieures
  • Excellente conductivité thermique et résistance aux chocs
  • Inertie chimique dans les environnements corrosifs
  • Dureté et résistance à l'usure exceptionnelles
  • Faible dilatation thermique
  • Léger
  • Biocompatibilité

Applications des plaques de carbure de silicium

Grâce à leurs avantages propres, les plaques de carbure de silicium sont largement utilisées dans les composants de machines industrielles, les armures de protection et les substrats pour semi-conducteurs dans les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale et de l'énergie. Les plaques de carbure de silicium sont considérées comme une ressource précieuse car elles contribuent à faire progresser la technologie et l'efficacité industrielle.

Plaque d'armure en carbure de silicium :

Par rapport aux matériaux traditionnels, les plaques de carbure de silicium ont une dureté élevée et un poids léger. Elles peuvent être utilisées dans les blindages corporels, les blindages de véhicules et les blindages d'avions.

Dispositifs à semi-conducteurs

Dans l'industrie électronique, en particulier dans les applications à haute puissance et à haute fréquence, les plaques de SiC sont utilisées comme substrats pour les dispositifs semi-conducteurs. La capacité du SiC à fonctionner à des températures et des tensions élevées augmente considérablement l'efficacité et les performances de dispositifs tels que les diodes, les transistors et les modules de puissance.

Rôle dans les échangeurs de chaleur et les fours industriels

En raison de sa conductivité thermique et de sa résistance aux chocs thermiques, la plaque SiC convient parfaitement aux échangeurs de chaleur et aux fours, en particulier dans les environnements difficiles. Les plaques SiC peuvent transférer efficacement la chaleur et résister à de fortes variations de température, augmentant ainsi la fiabilité et l'efficacité des systèmes.

plaques de carbure de silicium dans les composants automobiles et aérospatiaux

Importance dans les composants automobiles et aérospatiaux

Les plaques en carbure de silicium sont souvent utilisées dans l'industrie automobile, notamment pour les disques de frein et les plaques d'embrayage. Sa durabilité et sa résistance à la chaleur améliorent les performances et la longévité de ces composants.

Dans les applications aérospatiales, les plaques de SiC sont principalement utilisées pour les composants nécessitant une conductivité thermique élevée, une résistance à l'oxydation et une résistance aux températures élevées. Il s'agit par exemple de composants de turbines et de systèmes de protection thermique.

Comparaison entre les plaques de carbure de silicium et les céramiques d'alumine

Propriété

Carbure de silicium (SiC)

Céramique d'alumine

Dureté

Très élevé (Mohs 9-9.5)

Haute (Mohs 9)

Conductivité thermique

Élevé (~490 W/mK)

Modéré (~30 W/mK)

Résistance aux chocs thermiques

Excellent

Bon

Résistance mécanique

Très élevé

Haut

Stabilité chimique

Excellent

Très bon

Résistance à l'usure

Excellent

Très bon

Coût

Plus élevé

Plus bas

Sélection de la plaque de carbure de silicium appropriée

Ce guide complet sur la sélection de la meilleure plaque de carbure de silicium vous aidera à prendre en compte plusieurs facteurs importants lors de votre choix.

  • Reconnaître les besoins de votre application : Priorisez vos besoins avant de prendre en compte la méthode de fabrication, la sélection des matériaux, la stratégie de contrôle de la qualité et d'autres facteurs susceptibles d'avoir un impact sur la qualité de la plaque de carbure de silicium.
  • Sélectionner les normes et spécifications appropriées : Différentes normes conviennent à différents usages. Assurez-vous que les normes et les spécifications que vous sélectionnez répondent à vos besoins.
  • Évaluer le fournisseur et les produits : Sélectionnez un fabricant fiable et renseignez-vous sur ses antécédents, ses offres et ses produits.

Conclusion

En raison de leur adaptabilité, les plaques de carbure de silicium peuvent être utilisées pour répondre aux besoins précis d'une large gamme d'applications de haute performance.

Cette polyvalence leur permet de proposer des solutions qui améliorent considérablement les performances, la durabilité et l'efficacité.

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