Creusets en carbure de silicium (SiC) de haute pureté - Équipement de laboratoire de céramique de précision

L'institut suisse a été confronté à des limites critiques avec les saggers d'alumine et de graphite conventionnels dans leurs procédés de frittage céramique à ultra-haute pureté (1700°C+):

• Risques de contamination: Les saggers d'alumine ont lixivié les ions alcalins en poudres de céramique, compromettant la pureté du matériau pour les composants aérospatiaux.
• Échecs de choc thermique: Les saggers de graphite se fissurent après 50 cycles thermiques, provoquant une perte d'échantillon dans des expériences de R&D coûteuses.
• Inefficacité des processus: Les cycles de remplacement et de nettoyage fréquents ont retardé de 30% les délais de réalisation des projets.

Points douloureux:

• Incapacité de maintenir la pureté des matériaux dans la R&D à forte valeur ajoutée.
• Durée de vie courte dans des environnements de cycle thermique extrêmes.
• Les coûts élevés des expériences ratées et des temps d'arrêt.

Kegu développéà haute pureté et à température extrêmement élevéeadapté à la synthèse de céramiques avancées et à la recherche de matériaux de qualité aérospatiale.

LeLes éclaboussures SSiCont été fabriquées à l'aide de carbure de silicium de très haute pureté avec une teneur en impuretés métalliques inférieure à 50 ppm, ce qui contribue à minimiser la contamination lors de processus de frittage céramique avancés.

Comparativement aux récipients en céramique classiques, lesà haute résistance à l'usuremaintenu des performances stables dans des cycles thermiques répétés jusqu'à 1800 °C tout en offrant une excellente résistance à la corrosion et une conductivité thermique.

• Pureté des matières premières: Poudre de SiC provenant de dépôts de quartz ultra-propres (exploitation minière certifiée ISO 14001).
• Processus de production: Sintration sous vide à 2200°C pendant 20 heures dans une atmosphère argonique pour éliminer les défauts induits par l'oxygène.
• Protocole de test:
  • Analyse XRF de la pureté des éléments (réalisée par SGS Suisse).
  • Test Dyne pour la compatibilité énergétique de surface avec les suspensions céramiques.

• Prototypage sur mesure: Co-développé 50 mm3 mini-saggers pour les expériences de frittage à micro-échelle.
• Partage des données: Données d'imagerie thermique en temps réel lors des essais de frittage du client.
• Soutien à la formation: a organisé un atelier technique sur la maintenance du SiC pour l'équipe de recherche du client.

1. Amélioration de la pureté et des procédés

   • La contamination éliminée: La lixiviation des ions alcalins est réduite de 1000 ppm à < 50 ppm, répondant aux normes relatives aux matériaux aérospatiaux (par exemple, ASTM F2924).
   • Efficacité du frittage: Le temps de cycle est passé de 48 heures à 38 heures, ce qui accélère le débit de R & D.

2. Des gains de coût et de fiabilité

   • Durée de vie allongée à plus de 1000 cycles: 20 fois plus long que les saggers en graphite, réduisant les coûts de remplacement de95%.
   • Le taux d'échec des expériences a chuté de 85%: Des performances constantes dans le cycle thermique ont éliminé les pertes d'échantillons.

3. Impact sur le marché

   • Les nouveaux composites en céramique du client (développés à l'aide de saggers Kegu) ont remporté le prixPrix suisse de technologie 2024pour l'innovation aérospatiale.
   • Kegu figurait sur la liste des fournisseurs privilégiés dans la base de données des marchés publics du client pour les matériaux de haute pureté.

Les saggers à carbure de silicium sintré sans pression (SSiC) sont largement utilisés dans:

• à base d'acide acétique,
• matériaux de batteries au lithium,
• traitement des semi-conducteurs,
• et développement de matériaux aérospatiaux.

Les principaux avantages sont les suivants:

• une contamination extrêmement faible,
• une excellente résistance au cycle thermique,
• stabilité structurelle à haute température,
• et une longue durée de vie.

Pour explorer:

• Sageurs de SiC sintrés sans pression
• Composants du carbure de silicium sintré sans pression (SSiC)