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Céramiques techniques et industrielles - le matériau polyvalent qui a de l'avenir

Les céramiques techniques sont également appelées céramiques techniques, céramiques industrielles, céramiques industrielles ou céramiques à haute performance. En principe, elle se compose des mêmes matériaux de base que la céramique, qui est produite à des fins sanitaires ou décoratives. Les différentes propriétés des matériaux résultent des différents procédés de fabrication.

Fabrication de céramiques techniques

Les matières de départ de ces céramiques sont une poudre cristalline, un liant organique et un liquide. La masse résultante obtient les propriétés matérielles souhaitées par frittage. La taille des grains du matériau de départ, la température de cuisson, l'atmosphère de cuisson utilisée et le processus de cuisson déterminent largement ces propriétés. La forme des composants céramiques influence également les propriétés du matériau. Les encoches et les coins du composant augmentent ainsi sa tendance à la rupture fragile. D'autre part, les composants de taille infinie et de forme arbitraire ne sont pas réalisables. Le problème réside dans le fait qu'une structure homogène et uniforme doit être assurée avec un apport de chaleur uniquement possible de l'extérieur. Les limites de taille sont d'environ 30 cm de diamètre et 3 m de longueur. Actuellement, il existe environ 40 fabricants dans le monde entier capables de le faire.

Propriétés des céramiques techniques

Les matériaux céramiques utilisés dans la technologie peuvent avoir des propriétés très différentes. Il existe des matériaux à conductivité thermique élevée ou faible, ainsi que des isolants électriques, des semi-conducteurs et des matériaux piézoélectriques. Certains composants céramiques peuvent résister à des températures allant jusqu'à 1 000 °C. Les matériaux ainsi produits sont souvent très durs, mais aussi fragiles, et présentent une grande résistance à l'usure et à l'abrasion. Ils ont une faible dilatation thermique et sont résistants à la corrosion. Pour les applications médicales, la biocompatibilité élevée de la céramique est décisive.
Malgré toutes leurs propriétés positives, les matériaux céramiques présentent également un inconvénient majeur. Ils sont fragiles et se cassent donc beaucoup plus vite que les métaux. Le développement des composites à base de fibres céramiques a permis de trouver une solution, du moins en partie.

Applications des composants céramiques

Avec le développement croissant des matériaux, les céramiques techniques conquièrent de plus en plus de domaines d'application. On trouve de nombreux composants céramiques dans le domaine de l'ingénierie électrique. Ils y sont principalement utilisés comme isolateurs. Cependant, il existe également des applications comme semi-conducteurs ainsi que comme conducteurs chauds et froids. Un autre type d'isolation est offert par les matériaux céramiques dans la technologie automobile et le chauffage. La résistance à la chaleur des matériaux y est exploitée. On les trouve, par exemple, dans les bougies d'allumage des voitures, les pièces de moteur ou les aubes de turbine. La résistance à l'usure et la bonne biocompatibilité ont rendu les céramiques techniques omniprésentes dans la technologie médicale. Elle y est utilisée, par exemple, comme matériau pour les prothèses osseuses ou dentaires. Tout le monde connaît la céramique piézoélectrique comme un quartz oscillant dans les montres à quartz. Un autre grand domaine d'application de cette céramique est celui des pompes d'injection de carburant dans les véhicules. En outre, elles sont souvent utilisées, par exemple, pour générer des ultrasons.