Explication générale du SiC lié par réaction

Généralexplication de l'explication deRéactionSiC lié

Le SiC à liaison réactionnelle possède des propriétés mécaniques et une résistance à l'oxydation. Son coût est relativement faible. Dans la société actuelle, il suscite un intérêt croissant dans divers secteurs industriels.

Le SiC possède une liaison covalente très forte. Lors du frittage, la vitesse de diffusion est très faible. Par ailleurs, la surface des particules est souvent recouverte d'une fine couche d'oxyde qui fait office de barrière à la diffusion. Le SiC pur est difficilement frittable et compactable sans additifs. Même par pressage à chaud, le choix d'additifs appropriés est indispensable. Seules des températures très élevées, comprises entre 1950 °C et 2200 °C, permettent d'obtenir des matériaux dont la densité est proche de la densité théorique. Cependant, la forme et la taille des matériaux obtenus sont alors limitées. Bien que les composites SiC puissent être obtenus par dépôt en phase vapeur, ce procédé est limité à la préparation de matériaux de faible densité ou en couches minces. De plus, le temps de séchage important qu'il implique engendre des coûts de production élevés.

Le SiC lié par réaction a été inventé dans les années 1950 par Popper. Son principe de base est le suivant :

Sous l'effet de la capillarité, le silicium liquide ou un alliage de silicium réactif pénètre dans la céramique poreuse contenant du carbone et forme du carbure de silicium par réaction. Ce carbure de silicium nouvellement formé se lie in situ aux particules de carbure de silicium initiales, et les pores résiduels de la charge sont comblés par l'agent d'imprégnation, achevant ainsi la densification.

Comparé à d'autres procédés de fabrication de céramiques en carbure de silicium, le procédé de frittage présente les caractéristiques suivantes :

Température de traitement basse, temps de traitement court, aucun besoin d'équipement spécial ou coûteux ;

Pièces collées par réaction sans retrait ni changement de taille ;

Méthodes de moulage diversifiées (extrusion, injection, pressage et coulée).

Il existe d'autres méthodes de mise en forme. Le frittage permet de fabriquer des pièces de grande taille et complexes sans pressurisation. La technologie de liaison par réaction du carbure de silicium est étudiée depuis un demi-siècle. Grâce à ses avantages uniques, elle est devenue un axe de recherche majeur pour de nombreux secteurs industriels.