Carbure de silicium

Carbure de silicium
Général
Nom IUPAC
N CAS	409-21-2
N EINECS	206-991-8
PubChem	9863
SMILES
InChI
Apparence	dépendant de la pureté des cristaux jaunes, verts, bleus ou noirs.
Propriétés chimiques
Formule brute	CSi
Masse molaire	40,0962 ± 0,0011 g·mol
Propriétés physiques
T° fusion	Point de sublimation : 2 700 °C
Solubilité	insoluble dans l'eau. Soluble dans certains métaux fondus (z. B. Ni, Fe)
Conductivité thermique	≈490 W/m/K à 20 °C
Cristallographie
symbole de Pearson	hR6
Classe cristalline ou groupe d’espace	R3m (n°160)
Précautions
Directive 67/548/EEC

Xn

Le carbure de silicium est un minéral presque exclusivement artificiel, une céramique composée de silicium et de carbone (SiC).

Ce matériau a été découvert accidentellement par Berzelius en 1824 lors d'une expérience pour synthétiser du diamant. Acheson, grâce à ses travaux, fonde la Carborundum Company dans l'intention de produire un abrasif.

• Moissanite, forme naturelle et extrêmement rare du carbure de silicium tire son nom du chimiste français Henri Moissan (1852-1907), qui a découvert une météorite en Arizona en 1905 composés de petits cristaux naturels de SiC.
• Carborundum, nom populaire de la forme synthétique, qui est une marque déposée.

Le carbure de silicium est formé par action à chaud du silicium sur le carbone ou par réduction de la silice par un excès de carbone. Les carbures sont des corps thermiquement stables, durs et chimiquement inertes. Parmi les nombreux polytypes mentionnés plus haut, trois sont rattachables respectivement au diamant, à la sphalérite et à la wurtzite. Les atomes de carbone et de silicium y alternent et y jouent des rôles homologues.

• En bijouterie sous le nom de moissanite ; les gros cristaux de moissanite sont commercialisés en tant qu'imitations du diamant.
• Comme abrasif sous le nom de carborundum (marque déposée de DuPont)
• En électronique comme semi-conducteur à large bande
• En association avec l'aluminium pour former l'Al-SiC, un isolant électrique aux propriétés thermiques intéressantes
• En mécanique, par exemple pour faire des paliers
• Dans la construction de certains fours
• Dans le processus de fabrication du graphène épitaxié.

Il était autrefois utilisé dans la fabrication de parafoudres, mais a été supplanté par l'oxyde de zinc.

Sa dureté Mohs, très élevée, est de 9,5.

Le carbure de silicium pur est produit en nombreux polytypes, aux propriétés légèrement différentes, les plus importants étant :

• 4H -SiC et 6H -SiC, ou α-SiC, hexagonal
• 3C -SiC, ou β-SiC, cubique à faces centrées

Plusieurs polytypes à longue période sont connus, à symétrie hexagonale, trigonale et rhomboédrique.

La carborandite est un minéral artificiel résultant du chauffage à plus de 1 200 °C d'un mélange de carbone et de silice en présence d'un fondant contenant des éléments métalliques. La couleur du minéral peut varier selon son état d'oxydo-réduction. Pouvant être un déchet lors de la fabrication du carborundum. C'est une pierre très légère et résistante aux chocs.

La carborandite est supposée être composée de carbure de silice.

La dureté de la carborandite est de l'ordre de celle du corindon, soit 9 sur l'échelle de Mohs mais peut parfois rayer le diamant (soit plus de 10 sur l'échelle de Mohs).

La carborandite est de système cristallin monoclinique.

Elle a une densité (ou PS) de 3,21.

• Propriétés mécaniques

• dureté : ≈30 GPa

• Module de Young : ≈450 GPa

• Résistance à la flexion :≈400 MPa

• Propriétés électriques

• Résistance diélectrique : 300 MV.m