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Siliconisation

L'infiltration de silicium liquide est un procédé important dans la fabrication des composites modernes à matrice céramique renforcée par fibres de carbone. Ces composites présentent des propriétés supérieures, telles qu'une grande stabilité thermique, une conductivité thermique élevée, une faible densité et une forte résistance à l'abrasion. En raison de leurs propriétés, les composites C/C–SiC sont donc le matériau de choix dans des atmosphères fortement oxydantes et à très haute température. Le matériau est utilisé, par exemple, dans les aubes de tuyère pour missiles, les plaquettes de frein pour voitures de sport, les gilets pare‑balles et les ogives/coiffes d'avant des engins spatiaux (réentrée dans l'atmosphère terrestre). L'un des principaux procédés de fabrication de ces composites est l'infiltration de silicium liquide, plus précisément l'infiltration de silicium liquide (LSI) de C/C poreux. Comparé à d'autres procédés tels que l'infiltration par vapeur chimique, la LSI est un procédé de fabrication économique et rapide, qui peut être réalisé dans le four sous vide HTBL GR de Carbolite. Pendant le traitement thermique dans le four, du silicium est fondu au‑dessus du matériau C/C poreux et diffuse dans les pores du matériau. Cela entraîne la réaction de la matrice carbonée avec le silicium, qui forme du SiC et aboutit à un matériau dense avec des segments de C/C séparés les uns des autres par du SiC. L'accessibilité tous azimuts du four HTBL est très avantageuse pour cette application. La commande logicielle automatique permet un fonctionnement sans surveillance et assure un enregistrement correct des données.

HTBL 80 GR/22-1G: Four de siliconisation à chargement par le bas avec un volume utile de 80 l jusqu'à 2200°C.  Le fond est élargi pour une pleine accessibilité.

HTBL 80 GR/22-1G: Four de siliconisation à chargement par le bas avec un volume utile de 80 l jusqu'à 2200°C. Le fond est élargi pour une pleine accessibilité.

Installations de pyrolyse et de silicification de la société Carbolite

L'illustration de droite montre une installation de Carbolite utilisée pour la pyrolyse et la silicification. La première unité est utilisée pour la pyrolyse de matériaux à base de carbone, qui peut se faire sous pression partielle, c'est-à-dire que la pression totale dans le four est inférieure à la pression atmosphérique, tandis qu'un gaz inerte est introduit dans le four.

La température de déliantage se situe généralement entre 400 °C et 600 °C. Dans cette plage, le liant s'évapore sous l'effet conjugué de la température et de la pression partielle. Un flux de gaz défini en direction de la sortie de gaz aspire le liant hors du four et dans une pompe à vide, qui est une pompe à huile neuve. Enfin, le liant est brûlé dans un dispositif de postcombustion actif.

Le deuxième four HTBL est utilisé pour la siliciuration. Le point de fusion du silicium liquide est de 1414 °C. Le four est conçu pour une température maximale de 2000 °C. Les images ci-dessous montrent des matériaux à base de carbone avant et après la siliciuration.

Le four HTBL pour la siliciuration est équipé d'une unité de pompe de prévidage combinée à une pompe à lobes. Le four dispose de 3 zones de chauffage qui assurent une répartition optimale de la température à l'intérieur de l'espace utile.

Les deux fours ont été installés avec succès dans le hall de production du client.

Deux fours HTBL 80 GR/22-1G pendant l'installation sur le site du client. Un HTBL est utilisé pour le process de pyrolyse, l'autre HTBL fonctionne pour la  procédure de siliconisation .

Deux fours HTBL 80 GR/22-1G pendant l'installation sur le site du client. Un HTBL est utilisé pour le process de pyrolyse, l'autre HTBL fonctionne pour la  procédure de siliconisation .

Pompe Roots

Une unité de pompage roots est utilisée pour l'évacuation jusqu'à la gamme de vide fin. Une pompe spéciale à huile fraîche est utilisée pour effectuer le processus de déliantage en pression partielle. L'unité de pompage est montée sur un support indépendant.

Siliconisation - Image 4

Vannes en position originale avant siliconage : Vannes perpendiculaires aux tiges de graphite. Tiges de graphite parallèles les unes aux autres. Le même creuset après siliconage est montré sur la photo suivante.

Siliconisation - Image 5

Le même creuset que sur la photo précédente, après siliconage. Certaines ailettes ne sont pas dans leur position initiale.

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