Résistance aux chocs thermiques

Les céramiques offrent des propriétés thermiques exceptionnelles par rapport aux métaux et plastiques. La dilatation thermique est faible pour l’ensemble des familles de céramiques. Les autres propriétés telles que la conductivité thermique, la résistance aux chocs thermiques et la résistance aux températures extrêmes varient d’une famille céramique à une autre.

Description

La résistance aux chocs thermiques est l’aptitude d’un matériau à résister à de fortes et rapides variations de température. Ces variations de température sont la cause d’apparition de contraintes thermiques dans la céramique et par conséquent la propagation de microfissures endommageant de façon permanente le matériau.

La plupart des céramiques isotropes ont une excellente résistance aux températures extrêmes avec des coefficients de dilatation faibles, ce qui leur confère une très bonne résistance aux chocs thermiques, en particulier les composites ZTA et les zircones.

Une céramique, qui résiste aux variations de température, à de hautes températures et aux chocs thermiques, sera classée dans la famille des céramiques réfractaires.

Secteurs d’activités types

Les secteurs d’activités où sont utilisés ces matériaux sont variés : aéronautique-spatial, énergie, transport, mécanique, chimie, (équipementiers, machines spéciales, équipements de procédés), défense,…

Tableau comparatif des propriétés

  Coefficient dilatation thermique linéaire 25-1000°C (10-6.K-1) Conductivité thermique (W/m.K) Température maximale d'utilisation (°C) sous air Résistance aux chocs thermiques
Alumine (94%-99,8%)  7.5 à 9.5 18 à 30 1500 à 1700 +
Composite alumine-zircone 8 25 1500 ++

Zircone MgO &

Y-TZP
10 2 à 2.5 1000 à 2000 ++
Nitrure d’aluminium 5.5 140 à 180 800 ++
Carbure de silicium fritté 4 à 5 80 à 125 1400 à 1900 +++
Nitrure de silicium fritté 3 à 4 20 à 25 1200 à 1500 +++
Quartz 0.5 1.5  950 à 1150 -
Vitrocéramique 13 1.5 800 -

Convenable: +  ;  Bon : ++  ;  Très bon: +++

Valeurs données à titre indicatif, n'ayant pas valeur d'engagement contractuel.

Matière première
Produit fini

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