Carbure de silicium

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Carbure de silicium
SiC p1390066.jpgSilicon-carbide-3D-balls.png
Apparence et structure cristalline du carbure de silicium
Identification
Nom IUPAC Carbure de silicium
No CAS 409-21-2
No EINECS 206-991-8
PubChem 9863
SMILES
InChI
Apparence dépendant de la pureté des cristaux jaunes, verts, bleus ou noirs[1].
Propriétés chimiques
Formule brute CSiSiC
Masse molaire[2] 40,0962 ± 0,0011 g/mol
C 29,95 %, Si 70,05 %,
Propriétés physiques
fusion sublimation à 2 700 °C[1]
Solubilité insoluble dans l'eau[1].
Soluble dans certains métaux fondus (par ex. Ni, Fe, Mo, Mn, W, Ca et autres)
Masse volumique 3,21 g·cm-3
Conductivité thermique ~ 147 W/m/K à 20 °C
Propriétés électroniques
Mobilité électronique ~ 900 cm2/(V·s)
Cristallographie
Symbole de Pearson hR6\, [3]
Classe cristalline ou groupe d’espace R3m, (no 160) [3]
Structure type wurtzite[4]
Précautions
Directive 67/548/EEC[5],[6]
Irritant
Xi



SIMDUT[7]

Produit non contrôlé
SGH[5],[6]
SGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotique
Attention
H315, H319, H335, P261, P305, P338, P351,
Minéralogie
Échelle de Mohs 9,5
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le carbure de silicium est un minéral presque exclusivement artificiel qui peut être considéré comme un semi-conducteur lorsqu'il est monocristallin ou comme une céramique lorsqu'il est polycristallin. Il est composé de silicium et de carbone (SiC).

Découverte[modifier | modifier le code]

Ce matériau a été découvert accidentellement par Jöns Jacob 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.

Synonymes[modifier | modifier le code]

  • 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 composée de petits cristaux naturels de SiC.
  • Carborundum, nom populaire de la forme synthétique, qui est une marque déposée.

Obtention[modifier | modifier le code]

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 bas, 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.

Galerie[modifier | modifier le code]

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Utilisation[modifier | modifier le code]

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 :

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

La carborandite[modifier | modifier le code]

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. Elle peut 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).[réf. nécessaire]

La carborandite est de système cristallin monoclinique.

Elle a une densité (ou PS) de 3,21 g/cm3.

Propriétés mécaniques et électriques[modifier | modifier le code]

  • Propriétés électriques
    • Résistance diélectrique : 300 MV.m-1

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b et c CARBURE DE SILICIUM (NON FIBREUX), fiche de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée le 9 mai 2009
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. a et b « The Moissanite-9R CSi Crystal Structure », sur http://cst-www.nrl.navy.mil/ (consulté en 17 décembre 2009)
  4. (en) Bodie E. Douglas, Shih-Ming Ho, Structure and Chemistry of Crystalline Solids, Pittsburgh, PA, USA, Springer Science + Business Media, Inc.,‎ 2006, 346 p. (ISBN 0-387-26147-8)
  5. a et b Entrée de « 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) (JavaScript nécessaire)
  6. a et b SIGMA-ALDRICH
  7. « Carbure de silicium » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009

Article connexe[modifier | modifier le code]

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