Carbure de silicium

Carbure de silicium

Pastilles de SiC pur (~3 mm de diamètre).

__ Si       __ C
Structure cristalline du carbure de silicium β (polymorphe 3C, ou sphalérite).
Identification
No CAS 409-21-2
No ECHA 100.006.357
No CE 206-991-8
No RTECS VW0450000
PubChem 9863
ChEBI 29390
SMILES
InChI
Apparence solide cristallisé[1]
Propriétés chimiques
Formule CSiSiC
Masse molaire[2] 40,096 2 ± 0,001 1 g/mol
C 29,95 %, Si 70,05 %,
Moment dipolaire D
Diamètre moléculaire nm
Propriétés physiques
fusion 2 700 °C[1] (décomposition)
Solubilité insoluble dans l'eau[1], à hauteur de 10 mg L−1[3]
Masse volumique 3,16 g cm−3[1] à 20 °C
Conductivité thermique W m−1 K−1
Vitesse du son m s−1
Thermochimie
S0gaz, 1 bar J K−1 mol−1
S0liquide, 1 bar J K−1 mol−1
S0solide J K−1 mol−1
ΔfH0gaz kJ mol−1
ΔfH0liquide kJ mol−1
ΔfH0solide kJ mol−1
Cp J K−1 mol−1
Cristallographie
Système cristallin Hexagonal
Symbole de Pearson [4]
Classe cristalline ou groupe d’espace P63mc, (no 186) [4]
Structure type wurtzite[5]
Précautions
SGH[1]
SGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotiqueSGH08 : Sensibilisant, mutagène, cancérogène, reprotoxique
Attention
H315, H319, H335, H351, P201, P261, P280, P305+P351+P338, P405 et P501
SIMDUT[1]
D2B : Matière toxique ayant d'autres effets toxiques
D2B,
NFPA 704[1]

Symbole NFPA 704.

 

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le carbure de silicium est un composé chimique de formule SiC. C'est une céramique ultraréfractaire ultradure semiconductrice synthétique, qu'on peut trouver dans la nature sous la forme d'un minéral très rare, la moissanite.

Grâce au procédé Acheson, depuis la fin du XIXe siècle, on sait produire industriellement de la poudre de carbure de silicium, qui servit d'abord comme abrasif. Les grains de SiC peuvent être traités par frittage pour obtenir des pièces en céramique très dures — de 9,0 à 9,5 sur l'échelle de Mohs — qui sont largement utilisées pour des applications exigeant une résistance élevée comme les freins, les embrayages, ou les plaques de certains gilets pare-balles.

Le carbure de silicium a également des applications électroniques qui remontent au début du XXe siècle, dans les premières radios, puis des diodes électroluminescentes (LED) ; aujourd'hui, ce matériau est employé dans les composants électroniques devant fonctionner à température ou sous des tensions élevées. Il est possible d'obtenir de grands monocristaux de carbure de silicium par le procédé de Lely, cristaux qui peuvent ensuite être taillés en gemmes appelées moissanite synthétique.

Le carbure de silicium présente plus de 250 polymorphes[6], dont les principaux sont l'α-SiC (ou polytype 6H, hexagonal), le β-SiC (ou polytype 3C, de type sphalérite), et le carbure de silicium 4H.

  1. a b c d e f et g « Fiche du composé Silicon carbide, beta-phase, 99.8% (metals basis)  », sur Alfa Aesar (consulté le ).
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. Entrée « Silicon carbide » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 26 janvier 2019 (JavaScript nécessaire)
  4. a et b « The Moissanite-9R CSi Crystal Structure », sur cst-www.nrl.navy.mil (consulté le ).
  5. (en) Bodie E. Douglas et Shih-Ming Ho, Structure and Chemistry of Crystalline Solids, Pittsburgh, PA, États-Unis, Springer Science + Business Media, , 346 p. (ISBN 0-387-26147-8).
  6. (en) Rebecca Cheung, Silicon carbide microelectromechanical systems for harsh environments, Imperial College Press, 2006, p. 3. (ISBN 1-86094-624-0).

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