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Plaque pare-balles en carbure de silicium
Pureté : 97% - 99%
Forme : Carré, disque, hexagonal, triangulaire ou autre forme personnalisée.
La plaque pare-balles en carbure de silicium est le matériau le plus compétitif pour la céramique balistique, offrant un faible coût, un poids léger, une grande dureté et une résistance aux chocs. En tant que fournisseur et fabricant de premier plan de produits en carbure de silicium, nous pouvons fournir des plaques pare-balles en carbure de silicium de haute qualité avec diverses spécifications et des prix compétitifs, en offrant des solutions personnalisées pour répondre à des exigences spécifiques.
Ou envoyez-nous un courriel à l'adresse suivante sales@heegermaterials.com.Fiche technique des plaques pare-balles en carbure de silicium
| La pureté : | 97% – 99% |
| Couleur : | Noir ou gris foncé |
| Formule chimique : | SiC |
| Grades de matériaux : | SiC lié par réaction, SiC fritté sans pression, SiC pressé à chaud, etc. |
| Densité : | >3,2 g/cm³ |
| Température de fonctionnement maximale : | 1500°C |
| Conductivité thermique : | 120 W/m-K |
| Taille : | 10-500 mm, ou sur mesure |
| Épaisseur : | 0,5-50 mm, ou sur mesure |
| Type de courbe : | Plat ou courbé |
Plaque pare-balles en carbure de silicium Description
Carbure de silicium (SiC) existe principalement dans deux structures cristallines : le β-SiC cubique et le α-SiC hexagonal. Par rapport à d'autres céramique tels que alumine (Al2O3) et carbure de bore (B4C)Le SiC présente des propriétés mécaniques supérieures, une meilleure résistance à l'oxydation, une plus grande résistance à l'usure et un coefficient de frottement plus faible. En outre, il présente une excellente stabilité thermique, une résistance élevée à haute température, une faible dilatation thermique, une conductivité thermique élevée et une résistance exceptionnelle aux chocs thermiques et à la corrosion chimique. Plaque pare-balles en carbure de silicium est le matériau céramique balistique le plus compétitif et le plus économique. Pôle Céramique avancée peut fournir des plaques pare-balles en carbure de silicium de haute précision avec des solutions personnalisées pour des applications spécifiques.
Carbure de silicium VS. Alumine VS. Carbure de bore
Carbure de silicium (SiC)L'alumine (Al2O3) et le carbure de bore (B4C) sont les trois matériaux couramment utilisés dans les céramiques balistiques. Parmi eux, les plaques pare-balles en alumine (communément appelées plaques blanches) ont la dureté la plus faible (HRA 90) et une densité élevée. Plaques pare-balles en carbure de bore Les plaques pare-balles en carbure de silicium ont la dureté la plus élevée et une faible densité, ce qui leur permet d'offrir les meilleures performances, mais leur coût est beaucoup plus élevé que celui des deux autres matériaux. Comparées aux plaques pare-balles en alumine, les plaques pare-balles en carbure de silicium (communément appelées plaques noires) ont une dureté de HRA 92, avec seulement 82% de densité. Voici le tableau comparatif :
| Matériau | Dureté (HRA) | Densité | Performance | Coût | Nom commun |
|---|---|---|---|---|---|
| Oxyde d'aluminium | 90 | 3,85~3,98 g/cm3 | Dureté la plus faible, densité élevée | Faible | Assiettes blanches |
| Carbure de bore | 94~95 | 2,50~2,52 g/cm3 | Meilleures performances, grande dureté | Très élevé | – |
| Carbure de silicium | 92 | 3,10~3,20 g/cm3 | Bonne performance, faible densité | Abordable | Plaques noires |
Plaque pare-balles en carbure de silicium Caractéristiques
- Résistance aux hautes températures
- Dureté élevée
- Haute résistance
- Bonne résistance à la corrosion
- Faible dilatation thermique
- Léger
Processus de fabrication des plaques pare-balles en carbure de silicium
- Préparation des matières premières: Mélange de poudre de SiC de haute pureté avec des additifs (par exemple, carbone, bore).
- Formation: Les formes souhaitées sont obtenues par pressage à sec, par coulage en barbotine ou par pressage isostatique.
- Usinage vert (Facultatif) : Usiner le corps vert pour lui donner une forme presque définitive.
- Frittage: Chauffage à 1 800-2 200 °C par frittage sans pression, pressage à chaud ou collage par réaction.
- .Usinage après frittage: Meuler/polir avec des outils diamantés pour obtenir des dimensions précises.
- Traitement de surface (en option) : Polir ou appliquer des revêtements pour des applications spécifiques.
- Contrôle de la qualité: Inspecter les dimensions, la dureté, la densité et les défauts.
Applications des plaques pare-balles en carbure de silicium
- Protection militaire: Utilisé dans les gilets pare-balles, les véhicules blindés et les chars d'assaut pour se défendre contre les balles à haute vitesse et les éclats d'obus.
- Équipement des forces de l'ordre: Utilisé par la police et les forces spéciales dans les gilets pare-balles ou les boucliers pour une protection légère et très résistante.
- Aérospatiale: Intégrés dans les engins spatiaux ou les composants d'avions militaires pour les protéger contre les impacts à grande vitesse ou les fragments explosifs.
- Sécurité civile: Utilisé dans les équipements de sécurité haut de gamme, tels que les véhicules pare-balles ou les chambres fortes, pour la protection des VIP.
- Applications industrielles: Utilisé dans les environnements industriels à haut risque pour protéger l'équipement ou le personnel des explosions ou des débris à grande vitesse.
Propriétés des matériaux en carbure de silicium
Grades de matériaux en carbure de silicium
Le carbure de silicium lié par réaction (RBSiC) est fabriqué en mélangeant du SiC, du carbone et un liant, puis en l'infiltrant dans du silicium à haute température. La méthode en phase vapeur réduit le silicium libre à moins de 10%, ce qui améliore les performances. Le résultat est un composite silicium-carbure de silicium (SiSiC), et non du SiC pur.
Poudre de SiC + poudre de C + liant mélangés → formage → séchage → atmosphère protectrice pour le dégazage → infiltration de silicium à haute température → post-traitement.
Avantages du SiC lié par réaction :
- Faible température de frittage
- Faible coût de production
- Densification élevée des matériaux
- L'armature en carbone et en carbure de silicium peut être pré-usinée dans n'importe quelle forme.
- Le rétrécissement pendant le frittage est inférieur à 3%, ce qui facilite le contrôle des dimensions.
- Réduction significative du besoin de finition, idéal pour les composants complexes et de grande taille
Inconvénients du SiC lié par réaction :
- Silicium libre résiduel dans le corps fritté après traitement
- Résistance réduite par rapport aux produits issus d'autres procédés
- Diminution de la résistance à l'usure
- Le silicium libre ne résiste pas à la corrosion par les substances alcalines et les acides forts (par exemple, l'acide fluorhydrique).
- Utilisation limitée en raison de la sensibilité à la corrosion
- La résistance à haute température est influencée par le silicium libre
- La température d'utilisation typique est limitée à moins de 1350-1400°C.
Le carbure de silicium fritté sans pression fait référence au frittage de densification d'échantillons de formes et de tailles variées à 2000-2150°C sans appliquer de pression externe et en utilisant une atmosphère de gaz inerte, en incorporant des additifs de frittage appropriés. Le processus de frittage peut être classé en deux catégories : le frittage en phase solide (SSiC) et le frittage en phase liquide (LSiC).
Propriétés du SiC fritté en phase solide (SSiC) :
- Température de frittage élevée: Nécessite une température de frittage élevée (>2000°C).
- Exigences de haute pureté: Les matières premières doivent être d'une grande pureté.
- Faible résistance à la rupture: Le corps fritté a une plus faible résistance à la rupture et tend à subir une rupture transgranulaire.
- Limites des grains propres: Il n'y a pratiquement pas de phase liquide et les limites des grains sont relativement "propres".
- Résistance stable à haute température: La résistance à haute température reste stable jusqu'à 1600°C sans changement significatif.
- Croissance des céréales: À des températures élevées, la croissance des grains est facile, ce qui entraîne une mauvaise uniformité des grains.
- Sensibilité élevée aux fissures: Le matériau est très sensible à la résistance des fissures.
Propriétés du SiC fritté en phase liquide (LSiC) :
- Température de frittage plus basse: Par rapport au frittage à l'état solide, la température de frittage est plus basse.
- Grain plus petit: La taille des grains est plus petite, avec une meilleure uniformité des grains.
- Amélioration de la résistance à la rupture: En raison de l'introduction d'une phase liquide aux limites des grains, le mode de rupture passe à une rupture intergranulaire, ce qui améliore considérablement la résistance à la rupture.
- Influence additive: Utilise des oxydes eutectiques multicomposants (par exemple, Y2O3-Al2O3) comme additifs de frittage, favorisant la densification.
- Réduction de la sensibilité aux fissures: Le frittage en phase liquide réduit la sensibilité du matériau à la résistance aux fissures.
- Affaiblissement de l'adhérence de l'interface: L'introduction de la phase liquide affaiblit la force de liaison aux joints de grains.
Le carbure de bore fritté sans pression combine une grande pureté et les excellentes propriétés mécaniques du carbure de bore pour une utilisation dans les blindages balistiques et la fabrication de semi-conducteurs.
Avantages du SiC pressé à chaud:
- Permet le frittage à des températures plus basses et dans des délais plus courts, ce qui se traduit par des grains fins, une densité relative élevée et de bonnes propriétés mécaniques.
- Le chauffage et le pressage simultanés facilitent la diffusion et le transfert de masse par contact des particules.
- Convient à la production de céramiques de carbure de silicium présentant de bonnes performances mécaniques.
Inconvénients du SiC pressé à chaud :
- L'équipement et le processus sont complexes.
- Exigences élevées en matière de matériaux de moulage.
- Limité à la production de pièces de forme simple.
- Faible efficacité de la production.
- Coûts de production élevés.
Le carbure de silicium recristallisé (RSiC) est une céramique de carbure de silicium pur fabriquée par évaporation-condensation à haute température, avec une structure poreuse et très résistante, offrant une excellente résistance à la chaleur, à la corrosion et aux chocs thermiques, utilisée dans les supports de four, les buses et les composants chimiques.
SiC recristallisé Propriétés et applications :
- Le processus de frittage, basé sur l'évaporation-condensation, ne provoque pas de retrait, ce qui évite les déformations ou les fissures.
- Le RSiC peut être façonné par des méthodes telles que le moulage, l'extrusion et le pressage, et sa cuisson sans retrait permet d'obtenir des dimensions précises.
- Après la cuisson, le RSiC recristallisé contient une porosité résiduelle de 10%-20%, principalement influencée par la porosité du corps vert, ce qui constitue une base pour le contrôle de la porosité.
- Le mécanisme de frittage crée des pores interconnectés, ce qui rend le RSiC adapté aux applications de filtration de l'air et des gaz d'échappement.
- Le RSiC présente des limites de grains propres, exemptes d'impuretés de verre et de métal, ce qui garantit une grande pureté et permet de conserver les propriétés supérieures du SiC pour les applications exigeantes à hautes performances.
Le carbure de silicium pressé isostatiquement à chaud (HIPSiC) est une céramique haute performance produite par pressage isostatique à chaud. Sous une température élevée (environ 2000 ℃) et un gaz uniforme à haute pression (généralement de l'argon), poudre de carbure de silicium est densifié en une structure presque sans pores.
SiC pressé isostatiquement à chaud Avantages :
- Microstructure uniforme et granulométrie fine
- Température et durée de frittage faibles
- Haute densité
- Grande pureté et contrôle des composants
SiC pressé isostatiquement à chaud Inconvénients :
- Technologie d'emballage difficile
- Investissement initial et coûts opérationnels élevés
- Limité pour les formes larges ou complexes
Le carbure de silicium fritté par plasma d'étincelles est une céramique de haute performance produite à l'aide de la technologie de frittage par plasma d'étincelles. Ce procédé utilise un courant pulsé et une pression pour densifier rapidement la poudre de carbure de silicium à des températures relativement basses (environ 1800-2000 ℃) en peu de temps.
Spark Plasma Sintering SiC Properties :
- Vitesse de chauffage plus rapide
- Température de frittage plus basse
- Temps de frittage plus court
- Grains fins et uniformes
- Haute densité
- Utilisable pour les petites pièces et les pièces de précision
Usinage de céramique de carbure de silicium
Le carbure de silicium (SiC) est un matériau céramique très durable qui présente une dureté extrême (9,5 Mohs), une stabilité thermique (jusqu'à 1650 ℃) et une résistance à l'usure, à la corrosion et aux températures élevées. Cependant, l'usinage du carbure de silicium présente des difficultés en raison de son extrême dureté et de sa fragilité. Des techniques et des outils spécialisés sont nécessaires pour obtenir des coupes et des formes précises. Les méthodes d'usinage les plus courantes sont les suivantes :
- Meulage au diamant : Les outils diamantés sont utilisés pour obtenir des surfaces lisses et des formes précises.
- Découpe au laser : Convient à la découpe de matériaux SiC minces. La découpe au laser offre une grande précision et un minimum de perte de matériau.
- Usinage par ultrasons : Cette méthode utilise des vibrations à haute fréquence pour couper et façonner des matériaux fragiles comme le SiC sans provoquer de fissures.
- Usinage par décharge électrique (EDM) : Méthode non traditionnelle qui utilise des étincelles électriques pour enlever le matériau, efficace pour les céramiques dures comme le SiC.
- Rectification avec des outils CBN : Les outils en nitrure de bore cubique (CBN) peuvent être utilisés pour le meulage du SiC, offrant ainsi une alternative au meulage au diamant pour certaines applications.
- Découpe au jet d'eau : L'utilisation d'un jet d'eau à haute pression, parfois avec des particules abrasives, pour découper le SiC. Cette méthode est utile pour découper des formes complexes.
Emballage céramique en carbure de silicium
Les produits céramiques en carbure de silicium sont généralement emballés dans des sacs scellés sous vide pour éviter l'humidité ou la contamination et enveloppés de mousse pour amortir les vibrations et les chocs pendant le transport, ce qui garantit la qualité des produits dans leur état d'origine.
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