Entre en jeu là où d’autres matériaux échouent. Céramique technique
La céramique technique regroupe les matériaux céramiques qui ont été optimisés pour des applications techniques. Ces derniers se distinguent notamment par leur pureté et leur granulométrie à tolérance plus serrée ainsi que par des procédés de cuisson spéciaux comme le frittage. En raison de leurs propriétés spécifiques, ils sont supérieurs aux autres matériaux dans de nombreux domaines d’application.
Résistance à l’usure. Résistance maximale à l’abrasion
Résistance à la température. Résistance à la chaleur jusqu’à bien plus de 1000 degrés Celsius
Dilatation thermique minimale. Réduction des tensions mécaniques dans le composant
Faible densité. Matériau léger et haute résistance
Grande dureté. La céramique est beaucoup plus dure que l’acier
Biocompatibilité. Idéal pour une utilisation dans la technique médicale
Capacité d’isolation électrique.
Haut pouvoir d’isolation électrique, propriétés semi-conductrices ou piézoélectriques
Matériau: ATZ HIP (80% ZrO₂ / 16% Al₂O₃ / 4% Y₂O₃), taille des grains: 0.36 µm, grossissement: × 20 000
Matériau: ZrO₂ TZP-A HIP (94.75% ZrO₂ / 5% Y₂O₃ / 0.25% Al₂O₃), taille des grains: 0.34 µm, grossissement: × 20 000
Une question d’interaction
Les caractéristiques respectives des composants céramiques sont définies par la composition individuelle des matières premières et les différents procédés de fabrication. Le type, la pureté et la taille de grain des matières premières ainsi que le processus de moulage choisi – par exemple le pressage isostatique ou le moulage par injection – jouent un rôle capital. Par exemple, le matériau céramique nitrure d’aluminium (AlN) allie les meilleures propriétés de conduction thermique à une dilatation thermique minimale, tandis que l’oxyde de zirconium (ZrO2) comprend le même module d’élasticité que l’acier.
Le processus de fabrication
Dans le cas des produits en céramique technique, les propriétés du matériau, la forme et la taille sont indissociables des différentes étapes de production. La fabrication de la matière première, comprenant l’influence ciblée sur les microstructures lors du processus de frittage, est tout aussi déterminante pour le composant fini que l’usinage final précis lors du processus de rectification.
Le processus de fabrication en détail
Pour répondre aux besoins individuels
En raison de leurs propriétés spécifiques telles que la résistance à l’usure et à la température, les composants en céramique technique sont utilisés partout où d’autres matériaux ne suffisent pas à répondre aux exigences – notamment comme paliers dans les turbines à gaz, isolants électriques, éléments chauffants, substituts d’os ou de dents dans la technique médicale, comme éléments pour le traitement du fil dans l’industrie textile ainsi que dans la production horlogère et joaillière.
Céramique oxydée ou non oxydée – cela dépend de la liaison
Céramique oxydéeLes céramiques oxydées sont majoritairement composées d’oxydes métalliques et présentent un taux de liaisons ioniques comparativement plus élevé que les céramiques dites «non oxydées». Cela signifie que le coût de fabrication de leurs matières premières est comparativement plus faible. Parmi les céramiques oxydées, on trouve notamment l’oxyde d’aluminium (Al2O3), le titanate de baryum (BaTiO3), l’oxyde de magnésium (MgO), l’oxyde de zirconium (ZrO2), ainsi que les céramiques mixtes comme le titanate de plomb et de zirconium (PZT), l’oxyde de zirconium renforcé par de l’oxyde d’aluminium (ATZ) et l’oxyde d’aluminium renforcé par de l’oxyde de zirconium (ZTA).
Céramique non oxydéeLes céramiques non oxydées sont fabriquées à partir de matières premières synthétiques. Celles-ci sont généralement composées de nitrures ou de carbures et possèdent parfois des propriétés réellement exceptionnelles qui s’expliquent par la part élevée de liaisons covalentes. Par conséquent, la fabrication de la poudre de matière première correspondante est très complexe et onéreuse. Parmi les céramiques non oxydées, on trouve, par exemple, le carbure de silicium (SiC), le nitrure de silicium (Si3N4), le nitrure d’aluminium (AlN) et le carbure de bore (B4C).
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