{"id":602,"date":"2024-05-12T21:52:47","date_gmt":"2024-05-12T13:52:47","guid":{"rendered":"https:\/\/siliconcarbide.net\/?p=602"},"modified":"2024-05-12T21:57:13","modified_gmt":"2024-05-12T13:57:13","slug":"carbure-de-silicium-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbide.net\/fr\/silicon-carbide-definition\/","title":{"rendered":"D\u00e9finition du carbure de silicium"},"content":{"rendered":"

Le carbure de silicium (SiC) est un compos\u00e9 cristallin dur, produit synth\u00e9tiquement, largement utilis\u00e9 comme mat\u00e9riau abrasif et r\u00e9sistant \u00e0 l'usure, dans les applications r\u00e9fractaires et c\u00e9ramiques, ainsi que comme substrat semi-conducteur pour les diodes \u00e9lectroluminescentes (DEL).<\/p>\n

Les semi-conducteurs EFM ont \u00e9galement surpass\u00e9 les semi-conducteurs au silicium traditionnels dans les environnements \u00e0 haute tension tels que ceux que l'on trouve dans les dispositifs d'alimentation des v\u00e9hicules \u00e9lectriques, offrant des performances sup\u00e9rieures en minimisant les pertes de tension et de courant ainsi qu'en r\u00e9duisant et en all\u00e9geant les composants essentiels de gestion de la batterie tout en diminuant la taille et le poids.<\/p>\n

Carbure de silicium<\/h2>\n

Le carbure de silicium est un compos\u00e9 c\u00e9ramique inerte compos\u00e9 de silicium et de carbone. Avec une duret\u00e9 de 9 sur l'\u00e9chelle de Mohs, il occupe la troisi\u00e8me place derri\u00e8re le carbure de bore (9,5) et le diamant (10). Le carbure de silicium pr\u00e9sente une grande durabilit\u00e9 m\u00e9canique tout en restant chimiquement inerte, ce qui le rend id\u00e9al pour les applications de protection des surfaces dures telles que les machines-outils.<\/p>\n

Les nanotubes de carbone purs contiennent quatre atomes de carbone dispos\u00e9s en quatre t\u00e9tra\u00e8dres de carbone, li\u00e9s de mani\u00e8re covalente par des liaisons de silicium. Cette disposition permet un polymorphisme avec diff\u00e9rentes structures et phases cristallines.<\/p>\n

La structure cristalline du SiC lui conf\u00e8re des propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectriques sup\u00e9rieures, notamment des caract\u00e9ristiques de semi-conducteur \u00e0 large bande interdite (WBG) essentielles aux applications \u00e9lectroniques. Une bande interdite plus large permet aux \u00e9lectrons de quitter l'orbite plus rapidement, ce qui se traduit par des fr\u00e9quences plus \u00e9lev\u00e9es et des op\u00e9rations plus rapides qu'avec les dispositifs conventionnels en silicium.<\/p>\n

En tant que mat\u00e9riau de base, le silicium peut \u00eatre dop\u00e9 avec de l'azote, du phosphore, du gallium, du bore et de l'aluminium pour produire des semi-conducteurs de type n. En outre, les transistors sans silicium peuvent r\u00e9duire le co\u00fbt et la consommation d'\u00e9nergie de 40%.<\/p>\n

Le carbure de silicium (SiC) peut fonctionner jusqu'\u00e0 300 degr\u00e9s Celsius, ce qui en fait un excellent choix de mat\u00e9riau pour les applications dans des environnements \u00e0 haute temp\u00e9rature tels que les moteurs de v\u00e9hicules \u00e9lectriques. Le carbure de silicium peut \u00e9liminer le besoin de syst\u00e8mes de refroidissement actifs qui ajoutent du poids, du co\u00fbt et de la complexit\u00e9, ce qui se traduit par une plus grande autonomie et des temps de charge plus rapides pour ces v\u00e9hicules.<\/p>\n

Semi-conducteurs<\/h2>\n

Le carbure de silicium est reconnu depuis longtemps pour ses propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectriques uniques qui le rendent tr\u00e8s utile en \u00e9lectronique. Les semi-conducteurs, qui se comportent alternativement comme des conducteurs (comme les fils \u00e9lectriques en cuivre) et comme des isolants (l'isolant polym\u00e8re recouvrant ces fils), constituent les mat\u00e9riaux semi-conducteurs utilis\u00e9s pour construire des circuits int\u00e9gr\u00e9s, des composants \u00e9lectroniques discrets comme les diodes et les transistors, qui conduisent l'\u00e9lectricit\u00e9 dans certaines conditions ; leur conductivit\u00e9 peut m\u00eame \u00eatre modifi\u00e9e par stimulation au moyen de courants \u00e9lectriques, de champs \u00e9lectromagn\u00e9tiques ou d'une stimulation lumineuse.<\/p>\n

Le carbure de silicium se distingue des semi-conducteurs traditionnels par une bande interdite extr\u00eamement large. Cela signifie qu'il faut beaucoup plus d'\u00e9nergie pour d\u00e9placer les \u00e9lectrons de la bande de valence \u00e0 la bande de conduction ; par cons\u00e9quent, le carbure de silicium pr\u00e9sente de tr\u00e8s faibles pertes de puissance - une qualit\u00e9 inestimable lorsqu'il est utilis\u00e9 pour des applications \u00e0 haute tension, comme les onduleurs de traction des v\u00e9hicules \u00e9lectriques.<\/p>\n

Le carbure de silicium est depuis longtemps utilis\u00e9 \u00e0 diverses fins dans l'industrie et le monde universitaire, qu'il s'agisse de grains de sablage, d'outils de gravure au carborundum ou d'applications dans les domaines de la thermique, de l'\u00e9lectricit\u00e9 et de la m\u00e9canique. R\u00e9cemment, cependant, la demande est mont\u00e9e en fl\u00e8che en raison de ses faibles taux de dilatation thermique, de son rapport r\u00e9sistance\/duret\u00e9 \u00e9lev\u00e9 et de sa capacit\u00e9 \u00e0 r\u00e9sister \u00e0 des environnements hostiles.<\/p>\n

C\u00e9ramique<\/h2>\n

Le silicium et le carbone se combinent pour produire un mat\u00e9riau attrayant dot\u00e9 d'excellentes propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques, chimiques et thermiques. Il pr\u00e9sente une duret\u00e9 extr\u00eame - jusqu'\u00e0 deux fois celle du diamant sur l'\u00e9chelle de Mohs - ainsi qu'une r\u00e9sistance aux chocs thermiques sup\u00e9rieure \u00e0 celle d'autres mat\u00e9riaux r\u00e9fractaires.<\/p>\n

La c\u00e9ramique est un mat\u00e9riau inorganique, non m\u00e9tallique, qui est extr\u00eamement souple lorsqu'il n'est pas cuit, mais qui durcit consid\u00e9rablement lors des processus de cuisson. Les c\u00e9ramiques couvrent diff\u00e9rentes cat\u00e9gories ; par exemple :<\/p>\n

Les c\u00e9ramiques sont principalement utilis\u00e9es comme r\u00e9fractaires, des mat\u00e9riaux inorganiques qui offrent une r\u00e9sistance \u00e0 la chaleur, \u00e0 l'usure chimique et \u00e0 la corrosion. Les c\u00e9ramiques se pr\u00e9sentent sous toutes sortes de formes et de couleurs et sont utilis\u00e9es dans tous les secteurs. Parmi les utilisations importantes des bioc\u00e9ramiques figurent la protection contre les incendies, les supraconducteurs et l'induction de r\u00e9ponses biologiques des cellules. Les c\u00e9ramiques bioactives peuvent \u00eatre soit intrins\u00e8quement bioactives, soit rendues bioactives par des traitements de surface ou par le remplissage des pores de la c\u00e9ramique avec des substances pharmaceutiquement actives. Le carbure de silicium est largement utilis\u00e9 pour les disques de frein automobiles qui r\u00e9duisent consid\u00e9rablement la friction et les \u00e9missions tout en r\u00e9sistant \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es sans n\u00e9cessiter de syst\u00e8mes de refroidissement actifs qui ajoutent du poids, de la complexit\u00e9 et du co\u00fbt. En outre, son utilisation constitue la base de nombreux abrasifs et outils de coupe.<\/p>\n

Automobile<\/h2>\n

Le carbure de silicium (SiC) est un mat\u00e9riau extr\u00eamement r\u00e9sistant class\u00e9 au neuvi\u00e8me rang sur l'\u00e9chelle de Mohs, entre l'alumine (9) et le diamant (10). Le carbure de silicium a \u00e9t\u00e9 synth\u00e9tis\u00e9 artificiellement pour la premi\u00e8re fois par l'inventeur am\u00e9ricain Edward Acheson en 1891, alors qu'il tentait de fabriquer des diamants artificiels. Au lieu de cela, il a d\u00e9couvert de petits cristaux noirs de SiC dans son m\u00e9lange de carbone et d'alumine chauff\u00e9 \u00e9lectriquement, qui ont \u00e9t\u00e9 broy\u00e9s sous forme de poudre pour fabriquer des abrasifs industriels. Le chimiste Henri Moissan, laur\u00e9at du prix Nobel, a observ\u00e9 le compos\u00e9 \u00e0 l'\u00e9tat naturel sous la forme d'un min\u00e9ral transparent appel\u00e9 moissanite en 1905.<\/p>\n

La structure atomique unique du carbure de silicium et ses propri\u00e9t\u00e9s semi-conductrices en font un mat\u00e9riau id\u00e9al pour les applications \u00e9lectroniques telles que les diodes, les transistors et les dispositifs de puissance. Sa r\u00e9sistance \u00e0 la tension est dix fois sup\u00e9rieure \u00e0 celle du silicium traditionnel et ses performances sont encore meilleures dans les syst\u00e8mes d\u00e9passant 1 000 V, ce qui en fait le mat\u00e9riau id\u00e9al pour r\u00e9pondre aux exigences de haute tension associ\u00e9es aux stations de recharge des v\u00e9hicules \u00e9lectriques (VE) et aux syst\u00e8mes de gestion de l'\u00e9nergie.<\/p>\n

Le SiC peut am\u00e9liorer de mani\u00e8re significative l'efficacit\u00e9 de la commutation tout en contribuant \u00e0 r\u00e9duire la taille et le poids des composants essentiels des v\u00e9hicules \u00e9lectriques, tels que les convertisseurs DC-to-DC, les chargeurs embarqu\u00e9s et les syst\u00e8mes de gestion de la batterie. Ces progr\u00e8s pourraient rapprocher la conduite sans \u00e9mission d'une adoption de masse. L'analyse de GlobalData identifie plus de 10 entreprises - allant des fournisseurs de technologie et des entreprises automobiles \u00e9tablies aux start-ups montantes - qui utilisent le carbure de silicium pour des solutions innovantes.<\/p>\n

\"D\u00e9finition<\/a><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Silicon carbide (SiC) is a hard, synthetically produced crystalline compound widely used as an abrasive and wear-resistant material, in refractories and ceramics applications, as well as being the semiconductor substrate for light emitting diodes (LED). EFM semiconductors also outshone traditional silicon semiconductors in high-voltage environments like those found in electric vehicle (EV) power devices, providing […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0,"footnotes":""},"categories":[30],"tags":[],"class_list":["post-602","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-sic-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/602","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=602"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/602\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":606,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/602\/revisions\/606"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=602"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=602"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=602"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}