Le rôle du carbure de silicium vert comme charge dans les matériaux composites
Le carbure de silicium vert est réputé pour sa dureté élevée, son excellente conductivité thermique, sa bonne stabilité chimique et sa résistance à l’usure. Ajouté comme charge aux matériaux composites (tels que les composites à base de polymères, de métaux ou de céramiques), il améliore considérablement les performances globales de la matrice.
Ses principaux avantages peuvent être résumés comme suit :
1. Améliore considérablement la dureté et la résistance à l’usure
Mécanisme d’action : Le carbure de silicium vert présente une dureté Mohs de 9,2-9,3, la surpassant seulement après le diamant et le carbure de bore. La dispersion uniforme de ses particules dans un matériau de matrice plus tendre (comme la résine époxy, le nylon, le caoutchouc ou un alliage d’aluminium) crée une barrière, telle une infinité de minuscules « armures » intégrées au matériau.
Effet : La résistance superficielle du matériau composite aux rayures, à l’usure et à la déformation plastique est considérablement améliorée. Ce produit est donc idéal pour les applications exigeant une résistance élevée à l’usure, telles que :
Revêtements, goulottes et turbines résistants à l’usure
Plaquettes de frein, disques d’embrayage (augmente le coefficient de frottement et la résistance à l’usure)
Pneus haute performance (utilisés comme charge de renforcement pour améliorer la résistance à l’usure et la durée de vie des pneus)
2. Propriétés mécaniques considérablement améliorées
Mécanisme d’action : Les particules de carbure de silicium vert dur agissent comme une phase de renforcement, transférant et dissipant efficacement les contraintes appliquées au matériau, inhibant la déformation et la propagation des fissures dans le matériau de la matrice.
Effet : La résistance à la compression, la résistance à la flexion, la rigidité et la stabilité dimensionnelle du matériau composite sont considérablement améliorées. Cependant, cela augmente généralement sa fragilité, ce qui nécessite d’ajuster le taux d’ajout et la granulométrie en fonction de l’application.
3. Excellentes propriétés thermiques améliorées
Conductivité thermique élevée : Le carbure de silicium vert présente une conductivité thermique très élevée (environ 100 à 140 W/m·K). Son ajout à des conducteurs thermiques peu performants, comme les polymères, peut améliorer considérablement la conductivité thermique du composite.
Applications : Utilisé dans les matériaux d’emballage électronique, les silicones thermoconducteurs, les plastiques thermoconducteurs et d’autres matériaux pour aider à dissiper la chaleur des composants électroniques.
Faible coefficient de dilatation thermique : Le carbure de silicium vert présente un très faible coefficient de dilatation thermique. Son association avec une matrice à forte dilatation thermique (comme une résine ou un métal) permet de réduire le coefficient de dilatation thermique du matériau global, améliorant ainsi la stabilité dimensionnelle du produit face aux variations de température.
Applications : Composants d’instruments de précision, plateformes optiques et autres équipements sensibles à la déformation thermique.
4. Mécanisme d’action des performances de friction améliorées
: Dans les matériaux de friction (tels que les plaquettes de frein), le carbure de silicium vert agit comme un matériau abrasif résistant à l’usure qui fournit un coefficient de friction stable.
Effet : Il aide à garder la surface de friction propre, empêche le glissement et fournit un coefficient de friction stable, fiable et durable, empêchant la décoloration des performances de freinage.
5. Autres fonctions
Stabilité chimique : Le carbure de silicium vert est résistant aux acides et aux alcalis, améliorant la durabilité des matériaux composites dans les environnements corrosifs.
Usinabilité : Dans certains cas, l’ajout de particules dures peut augmenter l’usure des outils d’usinage, mais il peut également améliorer la rectification ou le polissage du matériau.
Résumé de la demande
Produits résistants à l’usure : composants de pompe à boue, chemises de machines minières et pièces résistantes à l’usure pour machines agricoles.
Matériaux de friction : Plaquettes de frein et garnitures d’embrayage automobiles hautes performances.
Matériaux conducteurs thermiques : substrats de dissipateur thermique LED, pâte thermique CPU et matériaux d’emballage pour modules d’alimentation.
Pièces structurelles : Composants aérospatiaux et automobiles nécessitant une rigidité élevée, une faible déformation thermique et un certain degré de résistance à l’usure.
Revêtements et céramiques spéciaux : utilisés pour produire des revêtements résistants à l’usure et à la corrosion ainsi que des céramiques structurelles.
