Le carbure de silicium noir est principalement ajouté aux panneaux nano-isolants comme opacifiant infrarouge. Il résout le problème de la pénétration du rayonnement infrarouge à travers la matrice à base de silice à haute température, tout en améliorant la résistance aux hautes températures et les propriétés mécaniques des panneaux.
- Fonction principale : Blocage du rayonnement infrarouge à haute température. La matrice de silice nanoporeuse est semi-transparente au rayonnement thermique infrarouge moyen. Lorsque la température augmente, le transfert de chaleur par rayonnement devient prépondérant, ce qui entraîne une forte hausse de la conductivité thermique à haute température du panneau. Par absorption et diffusion de Mie, la fine poudre de carbure de silicium noir intercepte le rayonnement infrarouge à haute température dans la bande spectrale de 2,5 à 7 µm, réduisant considérablement le flux de chaleur radiatif et stabilisant la conductivité thermique à haute température. Ceci permet aux panneaux nano-isolants de conserver d’excellentes performances d’isolation thermique entre 800 et 1 000 °C.
Explication simple : les nanopores bloquent la conduction et la convection à basse température ; le carbure de silicium noir bloque les rayons infrarouges à haute température.
- Amélioration de la résistance aux hautes températures et de la stabilité thermique : Le carbure de silicium noir possède un point de fusion extrêmement élevé (environ 2 730 °C) et une bonne inertie chimique. Un film dense de SiO₂ se forme à sa surface à haute température, ralentissant ainsi l’oxydation. Ce film inhibe le retrait et le ramollissement des cartes à haute température, préserve l’intégrité de la structure nanoporeuse et augmente la température maximale d’utilisation à long terme.
- Renforcer les propriétés mécaniques et la résistance aux chocs thermiques.
- Des particules de SiC noir à faible dilatation thermique se dispersent dans la matrice.
- Ils freinent la propagation des fissures et augmentent la résistance à la flexion et à la compression.
- Optimisation de la résistance au feu et des performances ignifuges : Il atteint une incombustibilité de classe A1 et ne libère aucun gaz de combustion toxique dans des conditions de haute température.
- Le carbure de silicium noir présente une conductivité thermique à l’état solide relativement élevée.
Les fabricants doivent contrôler précisément son dosage.
Un dosage insuffisant entraîne une faible opacification infrarouge.
Un dosage excessif augmente la conduction thermique à l’état solide et la densité apparente du circuit imprimé.
L’industrie utilise couramment une poudre de carbure de silicium noir ultrafine de granulométrie D50 comprise entre 1 et 4 μm.
