Plaque céramique en carbure de silicium frittée sans pression, résistante à l'usure et d'une grande dureté

Plaque céramique en carbure de silicium fritté sans pression est un matériau céramique haute performance fabriqué par frittage de poudre de carbure de silicium ultrafine de haute pureté à haute température (1950-2100 ℃) dans un environnement de gaz inerte ou sous vide. Ce processus ne nécessite aucune pression externe, ce qui le rend rentable et permet de produire des matériaux à haute densité et à microstructure uniforme.

Caractéristiques des matériaux
(1) Haute dureté et résistance à l'usure
La dureté des plaques en céramique de carbure de silicium est extrêmement élevée, avec une dureté Mohs proche de celle du diamant et une excellente résistance à l'usure. Cela lui permet de prolonger considérablement sa durée de vie et de réduire la fréquence de remplacement dans des conditions d'usure élevée.
(2) Haute résistance et ténacité
Sous l'action d'additifs appropriés, le carbure de silicium fritté sans pression peut atteindre une résistance et une ténacité élevées. Même dans des environnements à haute température, ses propriétés mécaniques peuvent rester stables, avec une résistance à la flexion supérieure à 400 MPa.
(3) Résistance aux températures élevées et résistance à l'oxydation
La plaque céramique en carbure de silicium fritté sans pression peut conserver ses performances pratiquement inchangées à des températures pouvant atteindre 1 600 °C. Elle possède également d'excellentes propriétés antioxydantes et peut fonctionner de manière stable pendant longtemps dans des environnements à haute température et oxydants.
(4) Faible coefficient de dilatation thermique et résistance aux chocs thermiques
Le coefficient de dilatation thermique de la plaque en céramique de carbure de silicium est extrêmement faible, seulement 4,0 × 10 ⁻⁶/K. Cela signifie que dans les environnements soumis à des changements de température rapides, la taille du matériau change très peu et peut résister efficacement aux chocs thermiques, ce qui le rend moins sujet aux fissures ou aux dommages.
(5) Résistance à la corrosion chimique
Les liaisons Si-C dans le carbure de silicium ont une énergie de liaison extrêmement élevée, ce qui rend le matériau difficile à corroder dans des milieux corrosifs tels que les acides et les alcalis. Cela permet aux plaques en céramique de carbure de silicium d'être largement utilisées dans des environnements corrosifs tels que les industries chimiques et métallurgiques.
（6） Bonne conductivité thermique
La conductivité thermique des plaques en céramique de carbure de silicium est comprise entre 30 et 110 W/(m · K), ce qui permet de conduire rapidement la chaleur, de réduire efficacement la température locale et d'améliorer la stabilité thermique des équipements.

Processus de production
Le processus de production des plaques céramiques en carbure de silicium fritté sans pression comprend principalement les étapes suivantes :
(1) Préparation de la poudre
En utilisant comme matière première une poudre de carbure de silicium ultrafine de haute pureté, la taille des particules est généralement comprise entre 0,5 et 1,0 μm. Cette poudre ultrafine permet d'améliorer la densité et les propriétés après frittage.
(2) Processus de formage
Plusieurs procédés de moulage peuvent être utilisés, tels que le pressage à sec, le pressage isostatique à froid et le moulage. Ces procédés permettent de dépasser les limites imposées par la forme et la taille des produits, répondant ainsi aux besoins de différents scénarios d'application.
(3) Procédé de frittage
À des températures élevées comprises entre 1950 et 2100 °C, la poudre de carbure de silicium est frittée dans une atmosphère inerte ou sous vide en ajoutant une petite quantité d'adjuvants de frittage (tels que du bore, de l'aluminium, etc.). Ce processus de frittage sans pression permet de réduire efficacement la concentration des contraintes et les défauts à l'intérieur du matériau, et d'améliorer ses performances globales.

Domaine d'application
(1) Joints mécaniques et roulements
La haute résistance, la résistance à l'usure et le faible coefficient de frottement des plaques en céramique de carbure de silicium en font des matériaux idéaux pour les joints mécaniques et les roulements. Par exemple, dans les équipements à rotation rapide tels que les moteurs aérospatiaux et les moteurs automobiles, les roulements en céramique de carbure de silicium peuvent améliorer considérablement la fiabilité et la durée de vie des équipements.
(2) Équipement haute température
En raison de leur excellente résistance aux températures élevées et aux chocs thermiques, les plaques en céramique de carbure de silicium sont largement utilisées dans les équipements à haute température tels que les meubles de four, les échangeurs de chaleur, les buses de combustion, etc. Dans ces environnements à haute température, les plaques en céramique de carbure de silicium peuvent maintenir des performances stables, améliorant ainsi efficacement l'efficacité opérationnelle et la durée de vie des équipements.
(3) Génie chimique et métallurgique
Dans les industries chimiques et métallurgiques, les plaques en céramique de carbure de silicium peuvent être utilisées pour fabriquer divers composants résistants à l'usure et à la corrosion, tels que des tuyaux, des vannes, des buses, des creusets, etc. Leur excellente résistance à la corrosion chimique et à l'usure leur permet de résister efficacement à l'érosion des environnements difficiles et de réduire les coûts de maintenance.
（4） Semi-conducteurs et électronique
La haute pureté, la conductivité thermique élevée et la bonne isolation électrique des plaques en céramique de carbure de silicium en font un matériau idéal pour la fabrication de semi-conducteurs et de dispositifs électroniques. Elles peuvent par exemple être utilisées pour fabriquer des composants tels que des disques abrasifs, des ventouses et des nacelles en cristal pour les équipements semi-conducteurs.
(5) Pare-balles et blindage
La dureté et la résistance élevées des plaques en céramique de carbure de silicium en font des matériaux de haute qualité pour la fabrication de gilets pare-balles et d'armures. Leur faible densité, leur masse réduite et leur grande résistance aux chocs permettent de réduire efficacement le poids de l'équipement tout en offrant de solides capacités de protection.

Avantages du produit
(1) Rentabilité élevée
Le processus de frittage sans pression ne nécessite pas d'équipement à haute pression, réduit les coûts de production et convient à la production à grande échelle. Cela rend le prix des plaques en céramique de carbure de silicium plus compétitif sur le marché et permet de répondre aux besoins d'un plus grand nombre d'industries.
（2） Flexible en termes de forme et de taille
Le processus de frittage sans pression permet de produire des formes complexes et des composants de grande taille. Cela offre une plus grande flexibilité pour la conception et la fabrication des produits, répondant ainsi aux besoins personnalisés des différents clients en matière de forme et de taille des produits.
(3) Haute performance et longue durée de vie
La dureté élevée, la résistance à l'usure, la résistance aux températures élevées et la résistance à la corrosion des plaques en céramique de carbure de silicium leur permettent de conserver des performances stables dans diverses conditions de travail difficiles. Cela améliore non seulement l'efficacité opérationnelle de l'équipement, mais prolonge également considérablement la durée de vie du produit et réduit les coûts de maintenance.

Silicium fritté sans pression, résistant à l'usure et à haute dureté plaque en céramique au carbure est devenu un matériau haute performance indispensable dans l'industrie moderne en raison de ses excellentes performances et de ses nombreux domaines d'application. Sa dureté élevée, sa résistance à l'usure, sa résistance aux températures élevées, sa résistance à la corrosion et sa bonne conductivité thermique lui confèrent un grand potentiel pour des applications dans divers domaines tels que les joints mécaniques, les équipements à haute température, la métallurgie chimique, l'électronique des semi-conducteurs et les blindages pare-balles.