Défi du client

• Risques de contamination: Les creusets en alumine lixiviaient des ions alcalins dans les poudres céramiques, compromettant la pureté des matériaux pour les composants aérospatiaux.
• Défaillances dues aux chocs thermiques: Les creusets en graphite se fissuraient après 50 cycles thermiques, entraînant la perte d'échantillons dans des expériences de R&D coûteuses.
• Inefficacité du processus: Les remplacements et les cycles de nettoyage fréquents retardaient les délais des projets de 30 %.

• Incapacité à maintenir la pureté des matériaux dans la R&D à haute valeur ajoutée.
• Courte durée de vie dans des environnements de cyclage thermique extrêmes.
• Coûts élevés dus aux expériences ratées et aux temps d'arrêt.

Solution Kegu

Innovations techniques

1. Conception optimisée pour la pureté
   • Composition du matériau: SiC pur à 99,9 % (teneur en impuretés métalliques <50 ppm), certifié par le Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnologie (CSEM).
   • Finition de surface: Polie à Ra ≤ 0,5μm pour minimiser l'adhérence de la poudre et assurer un nettoyage facile.
2. Performance en environnement extrême
   • Plage de température: Stable de la température ambiante à 1800°C, résistant à plus de 1000 cycles thermiques (-20°C à 1800°C) sans se fissurer.
   • Résistance à la corrosion: Non affecté par les flux agressifs (par exemple, Na2CO3, K2O) utilisés dans la synthèse de céramiques.
   • Conductivité thermique: 140 W/m·K, permettant un chauffage uniforme et réduisant le temps de frittage de 20 %.
3. Traçabilité et contrôle qualité
   • Pureté des matières premières: Poudre de SiC provenant de gisements de quartz ultra-propres (exploitation certifiée ISO 14001).
   • Processus de production: Frittage sous vide à 2200°C pendant 20 heures sous atmosphère d'argon pour éliminer les défauts induits par l'oxygène.
   • Protocole de test:
     • Analyse XRF pour la pureté élémentaire (réalisée par SGS Suisse).
     • Test Dyne pour la compatibilité de l'énergie de surface avec les suspensions céramiques.

Collaboration R&D

• Prototypage personnalisé: Co-développement de mini-creusets de 50 mm³ pour des expériences de frittage à micro-échelle.
• Partage de données: Fourniture de données d'imagerie thermique en temps réel pendant les essais de frittage du client.
• Support de formation: Organisation d'un atelier technique sur la maintenance des creusets en SiC pour l'équipe de recherche du client.

Résultat

1. Améliorations de la pureté et du processus
   • Élimination de la contamination: La lixiviation des ions alcalins a été réduite de 1000 ppm à <50 ppm, répondant aux normes des matériaux aérospatiaux (par exemple, ASTM F2924).
   • Efficacité du frittage: Le temps de cycle a été réduit de 48 heures à 38 heures, accélérant le débit de R&D.
2. Gain de coûts et de fiabilité
   • Durée de vie prolongée à plus de 1000 cycles: 20 fois plus longue que les creusets en graphite, réduisant les coûts de remplacement de 95%.
   • Le taux d'échec expérimental a chuté de 85 %: Des performances constantes en cyclage thermique ont éliminé la perte d'échantillons.
3. Impact sur le marché
   • Les nouveaux composites céramiques du client (développés à l'aide des creusets Kegu) ont remporté le Swiss Technology Award 2024 pour l'innovation aérospatiale.
   • Kegu a été répertorié comme fournisseur privilégié dans la base de données des marchés publics du client pour les matériaux de haute pureté.

Comparaison des données clés