Caractéristiques mécaniques du silicium

[quentief]

Bonjour à toutes et à tous,

J'ouvre cette nouvelle discussion car j'ai quelques interrogations concernant le silicium. Aujourd'hui ce matériau est massivement utilisé dans l'électronique pour ses propriétés de semi-conducteur.

Cependant, ses propriétés mécaniques semblent aussi très intéressantes :

Son module de Young peut monter jusqu'à 185 GPa ce qui est assez proche de l'acier (200 GPa). https://www.ingenieurs.com/documents...20dit%20rigide.

Sa résistance élastique est également très intéressante : plus de 5000 MPa, ce qui est presque 30 fois plus élevé que l'acier.
https://www.simulationmateriaux.com/..._elastique.php


Sa masse volumique lui assure un poids bien inférieur à l'acier, et enfin sa résistance à la corrosion : son mécanisme de protection de passive le protège contre bien des produits chimiques, acides comme basiques.

Ma question est donc, pourquoi ses applications se limitent à l'électronique ? Pourquoi n'est il pas utiliser en tant que matériau de construction ?
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[XK150]

Salut ,

Le silicium n'est pas un métal , il est fragile , cassant ( comme le verre ) , il a la structure du diamant , il n'est pas ductile : il ne peut pas se déformer sans se rompre .
On ne peut ni l'étirer , ni le rouler .
Ses applications mécaniques macroscopiques se limitent à l'horlogerie haut de gamme , sans doute plus par effet de mode que par un besoin réel .

[Jaunin]

Bonjour XK150,

Ses applications mécaniques macroscopiques se limitent à l'horlogerie haut de gamme , sans doute plus par effet de mode que par un besoin réel .

C'est bien vu.
Cordialement.
Jaunin__

Quelques informations :

http://fr.worldtempus.com/article/mo...ire-25513.html


https://www.watchonista.com/fr/artic...ble-revolution


https://www.breguet.com/fr/histoire/...re-en-silicium


https://www.europastar.ch/time-keepe...-silicium.html

[quentief]

Je vous remercie pour vos réponses, oui en effet j'avais lu quelque part qu'il trouvait des utilisations dans l'horlogerie, et aussi dans les micro-mécanismes ( les mems).

Puis je vous demander comment peut on apprécier la résistance au choc d'un matériau ? Je veux dire, même s'il ne possède pas de domaine plastique, le silicium possède une très haute résistance élastique. Je n'ai pas de silicium pur sous la main pour faire un test mais supposons que je frappe un marteau sur un morceau de silicium, volerait-il nécessairement en éclat ou bien est ce que son élasticité lui permettrait d'absorber le choc sans se rompre ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Sethy]

Je vous remercie pour vos réponses, oui en effet j'avais lu quelque part qu'il trouvait des utilisations dans l'horlogerie, et aussi dans les micro-mécanismes ( les mems).

Puis je vous demander comment peut on apprécier la résistance au choc d'un matériau ? Je veux dire, même s'il ne possède pas de domaine plastique, le silicium possède une très haute résistance élastique. Je n'ai pas de silicium pur sous la main pour faire un test mais supposons que je frappe un marteau sur un morceau de silicium, volerait-il nécessairement en éclat ou bien est ce que son élasticité lui permettrait d'absorber le choc sans se rompre ?

La réponse est en toute lettre dans le premier lien donné par Jaunin. Il suffit de le lire.

[Jaunin]

Bonjour,
Petite information, il y en a d'autres.
Cordialement.
Jaunin__

https://ceramique-technique.com/prop...ance-aux-chocs


https://www.final-materials.com/fr/4...re-de-silicium


https://www.sceram.com/silicium/


https://books.google.ch/books?id=iMF...20choc&f=false

[quentief]

Dans le premier lien donné par Jaunin, j'ai effectivement trouvé l'information suivante : le silicium casse si on le déforme dans une direction "non prévue". J'avoue que je ne saisie pas ce que cela signifie exactement.

Mais ma question portait plutôt sur une caractéristique physique qui puisse se quantifier : est ce qu'il existe une définition mathématique de la résistance aux chocs, qui dépendrait éventuellement du module de Young , ou autre chose. Est ce une question de quantité d'énergie cinétique absorbable par le matériau avant de se briser ?

Édit : je n'avais pas vu le nouveau message de Jaunin , donc il s'agit de la ténacité du matériau ?

[XK150]

Le silicium est un cristal anisotrope : ses propriétés mécaniques sont différentes selon les directions .
Voilà ce qu'il en est pour le module de Young :

https://www.reddogresearch.com/Silicon/

[FC05]

Cherche "résilience " et "mouton de Charpy".

[quentief]

Je vous remercie de vos précisions, effectivement j'ai déjà entendu parler de l'essai Charpy, mais je ne suis jamais parvenu à comprendre comment se mesure la résilience des matériaux (dans quelle unité je veux dire). J'ai aussi quelques difficultés à trouver la résilience des matériaux, afin de pouvoir obtenir une comparaison. Est ce qu'il existe des ordres de grandeur pour se faire une idée ? Si quelqu'un pourrait me renseigner, je suis preneur.