Les céramiques 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, 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 résistance à la flexion est l’un des points faibles des céramiques : les céramiques ayant une faible élasticité (module de Young élevé), par rapport aux métaux par exemple, elles ont généralement des résistances à la flexion assez faibles. Il y a cependant une nuance de céramique privilégiée pour des applications où l’utilisateur a besoin de la résistance à la flexion, en plus des autres propriétés mécaniques : l’oxyde de zirconium (ou zircone), et en particulier la zircone Y-TZP (zircone ytriée) ou l’ATZ. Dans une moindre mesure on pourra aussi utiliser le nitrure de silicium et certaines alumines.
Secteurs d’activités types
Les secteurs d’activités où sont utilisés ces matériaux sont variés : Mécanique (Equipementiers/Machines spéciales / Equipements de procédés), Défense, Médical.
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 | 250-350 | 350 - 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 |
Valeurs données à titre indicatif, n'ayant pas valeur d'engagement contractuel.