Composites alumine-zircone (ZTA/ATZ)

Procédés

Les alumines zircones sont des composites réalisés par mélange généralement en suspension des deux matériaux. On distingue les ZTA (Zirconia Toughened Alumina), à matrice alumine, et les ATZ (Alumina Toughened Zirconia), à matrice zircone. L’étape clé pour la réalisation de ces composite est le mélange et l’homogénéisation des deux poudres, qui permet d’obtenir une microstructure homogène et très fine.

Les céramiques sont mises en forme par les procédés classiques (pressage, injection, extrusion…), puis frittées entre 1400°C et 1700°C, selon la réactivité de la poudre.

Propriétés

Le principal intérêt de cette classe de matériau est d’allier les propriétés des alumines et des zircones, et de pouvoir optimiser la composition en fonction de l’application visée. On mettra par exemple plus de zircone pour une application nécessitant de la résistance aux chocs, et plus d’alumine pour une application de résistance à l’usure. Les ZTA allient donc très haute dureté (> 18GPA) et ténacité élevée (>5 MPa.s-1)

Les ZTA sont particulièrement connues pour leur biocompatibilité, leur résistance à l’usure, aux chocs thermiques, et pour leur résistance au vieillissement hydrothermal.

Applications

Les principales applications connues des comosites alumine/zircone sont le médical, et en particulier les prothèses orthopédiques, les outils de coupes, les pièces résistantes à l’usure (outils de wire bonding, guides fils, roulements, buses…), et la gestion des fluides (pompes de remplissage, vannes à billes, coating anti abrasion et corrosion).  

Matière première
Produit fini

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