Carbure de silicium recristallisé (RXSIC, ReSIC, RSIC, R-SIC). La matière première de départ est le carbure de silicium. Aucun agent de densification n'est utilisé. Les pièces brutes sont chauffées à plus de 2 200 °C pour la consolidation finale. Le matériau obtenu présente une porosité d'environ 25 %, ce qui limite ses propriétés mécaniques ; cependant, il peut être très pur. Le procédé est très économique.
Carbure de silicium lié par réaction (RBSIC). Les matières premières de départ sont le carbure de silicium et le carbone. La pièce brute est ensuite infiltrée de silicium fondu à plus de 1450 °C selon la réaction : SiC + C + Si → SiC. La microstructure présente généralement un léger excès de silicium, ce qui limite ses propriétés à haute température et sa résistance à la corrosion. Le procédé n'entraîne que de faibles variations dimensionnelles ; toutefois, une couche de silicium est souvent présente en surface de la pièce finale. Les RBSIC de ZPC bénéficient d'une technologie avancée et permettent la fabrication de revêtements résistants à l'usure, de plaques, de tuiles, de revêtements de cyclones, de blocs, de pièces de forme irrégulière, ainsi que de buses de désulfuration des gaz de combustion (FGD), d'échangeurs de chaleur, de tuyaux, de tubes, etc., résistants à l'usure et à la corrosion.
Carbure de silicium lié au nitrure (NBSIC, NSIC). Les matières premières de départ sont le carbure de silicium et la poudre de silicium. La pièce crue est cuite sous atmosphère d'azote, où se produit la réaction SiC + 3Si + 2N₂ → SiC + Si₃N₄. Le matériau final présente peu de variations dimensionnelles lors de sa fabrication. Il présente une certaine porosité (environ 20 %).
Carbure de silicium fritté directement (SSIC). Le carbure de silicium est la matière première de départ. Le bore et le carbone sont utilisés comme agents de densification, et la densification s'effectue par un procédé de réaction à l'état solide à une température supérieure à 2 200 °C. Ses propriétés à haute température et sa résistance à la corrosion sont supérieures en raison de l'absence de phase vitreuse secondaire aux joints de grains.
Carbure de silicium fritté en phase liquide (LSSIC). Le carbure de silicium est la matière première de départ. L'oxyde d'yttrium et l'oxyde d'aluminium sont utilisés comme agents de densification. La densification se produit au-dessus de 2100 °C par une réaction en phase liquide et conduit à une seconde phase vitreuse. Les propriétés mécaniques sont généralement supérieures à celles du carbure de silicium fritté en phase solide (SSIC), mais les propriétés à haute température et la résistance à la corrosion sont inférieures.
Carbure de silicium pressé à chaud (HPSIC). La poudre de carbure de silicium est utilisée comme matière première. Les agents de densification sont généralement du bore et du carbone, ou de l'oxyde d'yttrium et de l'oxyde d'aluminium. La densification s'effectue par l'application simultanée d'une pression mécanique et d'une température élevée dans une cavité de matrice en graphite. Les pièces sont de simples plaques. De faibles quantités d'agents de frittage peuvent être utilisées. Les propriétés mécaniques des matériaux pressés à chaud servent de référence pour la comparaison avec d'autres procédés. Les propriétés électriques peuvent être modifiées en changeant les agents de densification.
Carbure de silicium CVD (CVDSIC). Ce matériau est obtenu par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) selon la réaction : CH₃SiCl₃ → SiC + 3HCl. La réaction est réalisée sous atmosphère d'hydrogène (H₂) et le SiC est déposé sur un substrat de graphite. Le procédé permet d'obtenir un matériau de très haute pureté ; cependant, seules des plaques simples peuvent être fabriquées. Le coût du procédé est élevé en raison de la lenteur de la réaction.
Carbure de silicium composite obtenu par dépôt chimique en phase vapeur (CVCSiC). Ce procédé utilise un précurseur de graphite exclusif usiné à l'état de graphite pour obtenir des pièces quasi-définitives. Le procédé de conversion soumet la pièce en graphite à une réaction in situ en phase vapeur-solide afin de produire un SiC polycristallin stœchiométriquement correct. Ce procédé rigoureusement contrôlé permet la fabrication de pièces en SiC entièrement converties, présentant des tolérances serrées et une pureté élevée. Le procédé de conversion raccourcit les délais de production et réduit les coûts par rapport aux autres méthodes.* Source (sauf mention contraire) : Ceradyne Inc., Costa Mesa, Californie.
Date de publication : 16 juin 2018