Le carbure de silicium est l'un des mat\u00e9riaux les plus durs connus, avec une duret\u00e9 de Mohs sup\u00e9rieure \u00e0 celle du diamant. En outre, ses propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques comprennent d'excellentes valeurs de r\u00e9sistance \u00e0 la traction et de module d'Young.<\/p>\n
Les propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectriques du graph\u00e8ne comprennent une mobilit\u00e9 des \u00e9lectrons \u00e0 saturation et une r\u00e9sistance \u00e0 la rupture de tension \u00e9lev\u00e9es, ce qui le rend adapt\u00e9 \u00e0 l'\u00e9lectronique de haute performance telle que les onduleurs.<\/p>\n
Le carbure de silicium (SiC) est un alliage compos\u00e9 de carbone et de silicium avec des structures de liaison covalentes. Le SiC peut \u00eatre produit en faisant r\u00e9agir un m\u00e9lange de carbone et de silice dans des fours \u00e0 r\u00e9sistance \u00e9lectrique \u00e0 des temp\u00e9ratures comprises entre 1700 et 2500 degr\u00e9s Celsius ; on obtient ainsi un lingot cylindrique solide compos\u00e9 de graphite, de SiC alpha, de SiC b\u00eata de qualit\u00e9 m\u00e9tallurgique, ainsi que de tout mat\u00e9riau n'ayant pas r\u00e9agi sur ses surfaces ext\u00e9rieures.<\/p>\n
Le SiC est une forme cristalline jaune, verte ou noire bleut\u00e9e, d'une densit\u00e9 de 3,21 g cm-3, qui subit une sublimation \u00e0 2700 degr\u00e9s Celsius ; il peut \u00e9galement se dissoudre dans des solutions alcalines liquides et des solutions solubles dans le fer.<\/p>\n
Le SiC est un mat\u00e9riau polycristallin dont la microstructure interne varie en fonction de son type polycristallin et de sa m\u00e9thode de formation, et dont les propri\u00e9t\u00e9s sont tr\u00e8s vari\u00e9es. L'une des principales diff\u00e9rences entre les polymorphes a-SiC et b-SiC r\u00e9side dans leurs syst\u00e8mes cristallins respectifs : wurtzite hexagonale pour l'a-SiC et carbure de tungst\u00e8ne rhombo\u00e9drique (WC) respectivement - bien que ce dernier ait un point de fusion plus bas de 1875 degr\u00e9s Celsius que son homologue, ce qui en fait le choix le plus populaire parmi ces polymorphes.<\/p>\n
Le SiC cristallin est constitu\u00e9 d'atomes de silicium et de carbone dispos\u00e9s dans une structure de r\u00e9seau tridimensionnelle qui forme des liaisons covalentes entre les couches, ce qui conf\u00e8re \u00e0 ce mat\u00e9riau des points de fusion \u00e9lev\u00e9s et une r\u00e9sistance \u00e0 l'oxydation interne tout en contribuant \u00e0 sa duret\u00e9.<\/p>\n
Les propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectriques du SiC cristallin d\u00e9pendent de son polytype (cubique, hexagonal ou rhombique). Chaque polytype pr\u00e9sente des propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectroniques semi-conductrices distinctes en raison des diff\u00e9rents arrangements des atomes de Si et de carbone dans son r\u00e9seau cristallin.<\/p>\n
Dans un processus de production typique, le SiC pur est sublim\u00e9 \u00e0 haute temp\u00e9rature dans une atmosph\u00e8re d'argon, puis cristallis\u00e9 sur des cristaux de semence \u00e0 l'aide du processus de Lely, cr\u00e9ant ainsi des cristaux uniques qui sont ensuite trait\u00e9s pour des applications d'\u00e9lectronique de puissance \u00e0 l'aide d'\u00e9tapes de processus bien \u00e9tablies.<\/p>\n
Les propri\u00e9t\u00e9s de duret\u00e9 et de r\u00e9sistance \u00e0 l'usure du carbure de silicium en font un excellent mat\u00e9riau abrasif dans la lapidairerie moderne. En outre, le carbure de silicium a \u00e9galement \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9 comme mat\u00e9riau de rev\u00eatement r\u00e9fractaire dans les fours industriels, ainsi que pour la fabrication de meules et d'outils de coupe.<\/p>\n
Les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques du SiC varient consid\u00e9rablement en fonction des processus de formation et de cuisson, de la taille des grains, de la puret\u00e9, de la st\u0153chiom\u00e9trie et de la structure des pores dans son corps densifi\u00e9. La temp\u00e9rature a une influence consid\u00e9rable sur ces caract\u00e9ristiques, qui peuvent m\u00eame varier consid\u00e9rablement d'une source \u00e0 l'autre.<\/p>\n
Le module d'Young du SiC dense est d'environ 400-450 GNm-2 \u00e0 20 degr\u00e9s Celsius et de 360-400 GNm-2 \u00e0 1500 degr\u00e9s Celsius ; sa r\u00e9sistance au cisaillement repr\u00e9sente la moiti\u00e9 de cette valeur ; la r\u00e9sistance \u00e0 la flexion peut \u00eatre difficile \u00e0 mesurer pour ces mat\u00e9riaux ; les valeurs rapport\u00e9es dans la litt\u00e9rature se situent entre 500-660 MNm-2 \u00e0 20 degr\u00e9s Celsius et environ 5000-6000 MNm-2 \u00e0 1500 degr\u00e9s Celsius ; la r\u00e9sistance au fluage est excellente, tandis que les niveaux de contrainte de tension doivent rester dans des limites raisonnables pour \u00e9viter l'apparition de fissures et de fractures.<\/p>\n
Le carbure de silicium est capable de r\u00e9sister \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es et \u00e0 des r\u00e9actions chimiques, offrant ainsi une protection contre la d\u00e9gradation dans les environnements difficiles. Malheureusement, ce mat\u00e9riau cassant et dur pr\u00e9sente une r\u00e9sistance \u00e0 la traction \u00e0 temp\u00e9rature ambiante d'environ 4GPa (Engineering Property Data' 1979).<\/p>\n
Le SiC est connu pour sa conductivit\u00e9 \u00e9lectrique sup\u00e9rieure et sa faible r\u00e9sistance ; il convient donc aux applications \u00e9lectroniques de puissance et de radiofr\u00e9quence, avec une faible r\u00e9sistivit\u00e9 et une mobilit\u00e9 \u00e9lectronique \u00e0 saturation \u00e9lev\u00e9e qui peuvent \u00eatre exploit\u00e9es \u00e0 bon escient. En outre, la durabilit\u00e9 du SiC s'\u00e9tend \u00e0 la r\u00e9sistance aux rayonnements et aux chocs thermiques, ainsi qu'\u00e0 la dur\u00e9e de vie.<\/p>\n
Les fabricants utilisent divers proc\u00e9d\u00e9s pour produire du SiC cubique. L'une des m\u00e9thodes consiste \u00e0 utiliser du SiC li\u00e9 par r\u00e9action, produit en m\u00e9langeant du carbone en poudre avec un plastifiant et en le cuisant ; une infusion ult\u00e9rieure peut alors ajouter du silicium gazeux ou du carbone fondu pour former davantage de SiC. Une autre approche utilise le d\u00e9p\u00f4t chimique en phase vapeur, o\u00f9 des gaz p\u00e9n\u00e8trent dans une chambre \u00e0 vide avant d'\u00eatre d\u00e9pos\u00e9s sur des substrats pour la croissance ; cette technologie s'est av\u00e9r\u00e9e populaire dans l'industrie des semi-conducteurs.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Le carbure de silicium est l'un des mat\u00e9riaux les plus durs connus, avec une duret\u00e9 de Mohs sup\u00e9rieure \u00e0 celle du diamant. En outre, ses propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques comprennent d'excellentes valeurs de r\u00e9sistance \u00e0 la traction et de module d'Young. Les propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectriques du graph\u00e8ne comprennent une mobilit\u00e9 des \u00e9lectrons \u00e0 saturation et une r\u00e9sistance \u00e0 la rupture de tension \u00e9lev\u00e9es, ce qui le rend adapt\u00e9 \u00e0 l'\u00e9lectronique de haute performance telle que les onduleurs. Composition chimique Carbure de silicium ...<\/p>\n