Les céramiques techniques offrent des propriétés mécaniques exceptionnelles par rapport aux métaux et aux plastiques. La résistance à la compression est très élevée pour l’ensemble des familles de céramiques techniques, mais les autres propriétés telles que la densité, la dureté, la résistance à l’usure, la résistance aux chocs et la tenue en flexion varient d’un type de céramique à l’autre.
Description
La caractéristique d’élasticité d’un matériau est définie par le module de Young exprimé en GPa. Plus la valeur du module est basse et plus le matériau acceptera une déformation mécanique.
Les céramiques, à la différence des métaux et des plastiques, sont très peu élastiques. Leur rigidité mécanique les différencie des ces matériaux, et ce qui est le plus souvent considéré comme un avantage pour leur utilisation en environnements sévères, peut devenir une faiblesse lorsqu’elles sont soumises à des sollicitations mécaniques de flexion ou de torsion. Parmi toutes les nuances de céramiques techniques, ce sont les zircones qui démontrent une « élasticité » la plus grande avec des modules de Young de l’ordre de 200 GPa, tandis que les alumines, carbures de silicium, nitrures d’aluminium et de silicium sont beaucoup moins élastiques avec des modules de Young compris entre 300 et 400 GPa.
Secteurs d’activités types
Tous les secteurs d’application se retrouvent concernés par cette propriété. Il est évident que le choix de l’utilisation d’une céramique technique se fera surtout sur le critère d’une grande rigidité mécanique.
Tableau comparatif des propriétés
| Valeurs à température ambiante – 20°c |
Densité (g/cm3) |
Résistance à la compression (MPa) |
Résistance à la flexion (MPa) |
Module de Young (GPa) |
Dureté (Vickers -GPa) |
Ténacité K(Ic) |
| Alumine (94 à 99.8 % ) | 3.6 à 3.9 | 1700 à 2500 | 250 à 350 | 350 à 370 | 12 à 18 | 4 à 5 |
| Composite alumine-zircone | 4.0 | 2000 | 450 | 350 | 14 | 5 à 6 |
| Zircone MgO | 5.5 | >1700 | 550 à 700 | 170 à 200 | 11 à 12 | 6 à 8,5 |
| Zircone Y-TZP | 6.0 | 2000 à 2500 | 900 à 1250 | 200 à 220 | 12 à 16 | 10 à 13 |
| Nitrure d’aluminium | 3.3 | 2000 | >300 | 310 | - | 3 |
| Nitrure de Silicium | 3.2 | 2500 à 3000 | 650 à 900 | 300 à 315 | 15 à 16 | 7,5 à 8 |
| Carbure de Silicium | 3.1 | 2500 à 3900 | 400 à 550 | 410 | 24,5 à 28 | 4 à 4,6 |
| Carbure de Bore | 2.5 | >1500 | 425 | 440 | 28 | 3 à 4 |
Convenable: + ; Bon : ++ ; Très bon: +++
Valeurs données à titre indicatif, n'ayant pas valeur d'engagement contractuel.