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Siliconisation

Liquid Silicon Infiltration is an important process in the manufacture of modern ceramic matrix carbon fiber reinforced composites. These composites have superior material properties, such as high thermal stability, high thermal conductivity, low density and high abrasion resistance.

Due to their properties, C/C – SiC composites are therefore the material of choice in highly oxidizing atmospheres and very high temperatures. The material is used, for example, in jet vanes for missile rockets, brake pads for sport cars, bullet proof vests and nose caps for spacecrafts (reentry into earth atmosphere).

One major manufacturing process of these compounds is Liquid Silicon Infiltration, more accurately the liquid silicon infiltration (LSI) of porous C/C. Compared to other processes like chemical vapor infiltration, LSI is a cost efficient and quick manufacturing process, which may be carried out in Carbolite Gero's HTBL GR vacuum furnace.

During heat treatment in the furnace, silicon is melted on top of the porous C/C material and diffuses into the pores of the material. This results in the reaction of the carbon matrix with silicon, which forms SiC and yields a dense material with C/C segments separated from each other by SiC.

The all-around accessibility of the HTBL furnace is very advantageous for this application. The automatic software control makes unattended operation possible and ensures a proper data logging.

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 Gero

L'illustration de droite montre une installation de CARBOLITE GERO 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.

Carbolite Gero Produits & Contact


Carbolite Gero propose un large choix d'étuves et de fours pouvant atteindre 3000 °C.


Notre équipe d'experts sera heureuse de vous conseiller sur votre application et sur notre gamme de produits.