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Concept
Carbure de silicium
Résumé
Le carbure de silicium est un composé chimique de formule SiC. C'est une céramique ultraréfractaire ultradure semiconductrice synthétique, qu'on peut trouver dans la nature sous la forme d'un minéral très rare, la moissanite.
Grâce au procédé Acheson, depuis la fin du , on sait produire industriellement de la poudre de carbure de silicium, qui servit d'abord comme abrasif. Les grains de SiC peuvent être traités par frittage pour obtenir des pièces en céramique très dures qui sont largement utilisées pour des applications exigeant une résistance élevée comme les freins, les embrayages, ou les plaques de certains gilets pare-balles.
Le carbure de silicium a également des applications électroniques qui remontent au début du , dans les premières radios, puis des diodes électroluminescentes () ; aujourd'hui, ce matériau est employé dans les composants électroniques devant fonctionner à température ou sous des tensions élevées. Il est possible d'obtenir de grands monocristaux de carbure de silicium par le procédé de Lely, cristaux qui peuvent ensuite être taillés en gemmes appelées moissanite synthétique.
Le carbure de silicium présente plus de 250 polymorphes, dont les principaux sont l'α-SiC (ou polytype 6H, hexagonal), le β-SiC (ou polytype 3C, de type sphalérite), et le carbure de silicium 4H.
Le carbure de silicium pur est incolore, mais le produit industriel est noir tirant sur le vert en raison d'impuretés d'alumine . Le SiC le plus pur tend vers le vert bouteille. Le matériau massif a une masse volumique de à , et il est à peu près insoluble dans l'eau. Il résiste à l'oxydation dans l'atmosphère au-dessus de en formant une couche de passivation en dioxyde de silicium qui protège le matériau de l'oxygène de l'air. Au-dessus de et sous pression partielle d'oxygène inférieure à , il se forme plutôt du monoxyde de silicium SiO, qui est gazeux à cette température et ne protège donc plus le matériau contre l'oxydation, de sorte que le SiC brûle rapidement dans ces conditions.
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