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Pièce structurale en carbure de silicium et aluminium de haute précision
Pièces AISiC
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Pièce structurale en carbure de silicium et aluminium de haute précision
Pièce structurale en carbure de silicium et aluminium de haute précision

Pièce structurale en carbure de silicium et aluminium de haute précision

L'alliage d'aluminium et les matériaux céramiques présentent à la fois des avantages en termes de performances, tout en évitant efficacement les inconvénients de chaque matériau pris individuellement ; ils offrent ainsi de vastes perspectives d'application dans l'aviation, l'aérospatiale, la construction navale, le transport ferroviaire, les véhicules à énergies nouvelles et d'autres domaines de haute technologie.

Caractéristiques du matériau : rigidité spécifique élevée, résistance spécifique élevée, stabilité dimensionnelle élevée, faible coefficient de dilatation thermique, bonne absorption des ondes, résistance élevée à l’usure, résistance à la corrosion… etc.

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    Comparaison des propriétés de l'AISIC avec les matériaux métalliques et céramiques traditionnels :

    alliage d'aluminium (7050) alliage de titane (TC4) acier inoxydable (SUS304) SIC Alumine AISiC
    Densité (g/cm3) 2.8 4.5 7.9 3.2 3,97 2.8-3.2
    Résistance à l'allongement (MPa) ≥496 ≥985 ≥520 - - 270-450
    Module d'élasticité (GPa) 69 110 210 330 300 160-280
    Résistance à la flexion (MPa) - - - 350-600 290 230-450
    Coefficient de dilatation linéaire (×10/℃) 24 8.6 17.3 4.5 7.2 4,5-16
    Conductivité thermique (W/m·K) 154-180 8 15 126 20 163-255


    Les matériaux composites aluminium-carbure de silicium de taille moyenne et élevée que nous avons adoptés, grâce à une nouvelle méthode de préparation sans phase d'interface, évitent efficacement les inconvénients liés à la fragilité des matériaux composites métal-céramique et améliorent considérablement les performances de traitement et le champ d'application des matériaux.

    1. Aluminium et carbure de silicium - pièces structurelles
    Pièces structurelles de haute précision et à haute résistance - caractérisées par leur légèreté, leur rigidité élevée, leur stabilité dimensionnelle, leur résistance à l'usure et à la corrosion, en remplacement des alliages d'aluminium, d'acier inoxydable et d'alliages de titane, utilisées dans les pièces structurelles de haute précision et résistantes à l'usure avec exigences de contrepoids.


    Paramètres de performance des composites AISiC à volume élevé


    Densité (g/cm3) Résistance à la flexion (MPa) Module d'élasticité (GPa) Taux d'allongement (%) Rapport d'amortissement (ζ,%) Conductivité thermique (W/m·K) à 25 °C Coefficient de dilatation linéaire (×10/℃) 25-200℃
    S45 SiC/AI 2,925 298 172 1.2 0,42 203 11.51
    S50 SiC/AI 2,948 335 185 / 0,52 207 10.42
    S55 SiC/AI 2,974 405 215 / 0,66 210 9.29
    S60 SiC/AI 2,998 352 230 / 0,7 215 8,86


    Avantages du produit : léger, haute rigidité, bonne stabilité dimensionnelle, résistance à la déformation lors des cycles de température élevés et bas, aptitude au traitement de structures complexes à parois minces, de trous de précision de petite taille et de spirales.


    2. Partie de dissipation thermique en carbure de silicium et d'aluminium
    Substrat/coque de refroidissement microélectronique : le carbure de silicium en aluminium est connu comme la troisième génération de matériaux d’encapsulation électronique en raison de ses propriétés thermophysiques supérieures, et est largement utilisé dans le domaine de l’encapsulation électronique (la première génération comprend l’aluminium, le cuivre ; la deuxième génération comprend le Kewa, le cuivre-molybdène, l’alliage cuivre-tungstène… etc.).


    Densité (g/cm) Résistance à la flexion (MPa) Module d'élasticité (GPa) Conductivité thermique (W/m·K) à 25 °C Coefficient de dilatation linéaire (×10°/℃) 25-200°℃
    T60SIC/IA 2,998 260 229 220 8,64
    T65SIC/IA 3.018 255 243 236 7,53
    T70SIC/IA 3,05 251 258 217 6.8
    T75SIC/IA 3,068 257 285 226 5,98


    Avantages du produit : conductivité thermique élevée, conception diversifiée des fonctions de surface, faible coefficient de dilatation thermique (similaire au coefficient de dilatation thermique du matériau de la puce), faible porosité de soudage.

    Plaque de base pour boîtier IGBT : La conductivité thermique élevée du carbure de silicium-aluminium et son faible coefficient de dilatation thermique (similaire à celui du matériau de la puce) réduisent efficacement le risque de fissuration du circuit intégré et améliorent la durée de vie du produit. Ce matériau remplace l’aluminium, le cuivre, le cuivre-tungstène, le cuivre-molybdène, le béryllium, la céramique et d’autres matériaux d’encapsulation microélectronique dans les applications ferroviaires à grande vitesse, les véhicules à énergies nouvelles, les radars et l’éolien.


    Comparaison des paramètres de performance de l'AISIC et d'autres matériaux d'emballage


    Matériels Densité (g/cm*) Coefficient de dilatation linéaire (x 10°/ °C) Conductivité thermique (W/m·K) Rigidité spécifique (Gpa cm/g)
    AISIC 2.8-3.2 4,5-16 163-255 76-108
    Avec 8.9 17 393 5
    IA (6061) 2.7 23 171 25
    Revue 8.3 5.9 14 16
    Invar 8.1 1.6 11 14
    Cu/Mo(15/85) 10 7 160 28
    Cu/W(15/85) 17 7.2 190 16