Faits surprenants sur la céramique que vous ne connaissiez pas

Les céramiques sont omniprésentes, de la poterie domestique aux composants aérospatiaux de pointe. Alors que la plupart des gens associent les céramiques à des plats ou des carreaux fragiles, ces matériaux ont des propriétés incroyables qui vont bien au-delà de ce à quoi vous pourriez vous attendre. Voici quelques faits surprenants sur les céramiques qui changeront votre façon de les voir.

10 faits surprenants sur les céramiques

1. Elles ne craignent pas les températures élevées. Certaines céramiques ne fondent pas, même à des températures supérieures à 2 000 °C (3 600 °F). Cette propriété des céramiques les rend très importantes pour les satellites spatiaux et les moteurs à réaction.
2. Plus dures que l'acier dans certaines zones. Le carbure de silicium et le carbure de bore font partie des matériaux plus durs que l'acier. Ils ne sont pas aussi durs que les diamants, mais s'en rapprochent.
3. Blindage léger. Il est désormais possible de fabriquer des gilets pare-balles légers grâce à la mise au point de céramiques avancées utilisant les composants que sont l'alumine et le carbure de bore. Ce type d'armure allie la légèreté à la capacité de dévier les balles.
4. Les implantsbiomédicaux sont respectueux du corps. La céramique de zircone et la céramique d'hydroxyapatite ont été utilisées pour fabriquer des couronnes dentaires, des prothèses articulaires et des greffes osseuses en raison de leur compatibilité et de leur dureté.
5. Elles existent en version transparente. Il existe des céramiques transparentes appelées oxynitrure d'aluminium (ALON), dont les propriétés sont plus solides que le verre et qui conviennent aux fenêtres blindées et aux systèmes optiques avancés.
6. Elles sont utilisées pour alimenter l'électronique. Votre smartphone, votre ordinateur et votre télévision utilisent tous des dispositifs en céramique tels que des condensateurs, des semi-conducteurs et des isolants en raison de leur forte résistance électrique
7. C'est l'un des plus anciens matériaux fabriqués par l'homme. Les céramiques sont produites par l'homme depuis plus de 10 000 ans, depuis la poterie jusqu'aux surfaces d'écriture.
8. Il est également possible de rendre ces matériaux beaucoup plus durs. Les céramiques sont des matériaux fragiles, mais les céramiques techniques peuvent être rendues résistantes aux chocs. C'est pourquoi les céramiques techniques sont utilisées dans les applications spatiales et militaires.
9. Elles contribuent à la lutte contre la pollution. Les filtres en céramique purifient l'eau et l'air, et dans les voitures, les convertisseurs catalytiques utilisent des céramiques pour réduire les émissions.
10. Certains matériaux ont la capacité de s'autoréparer. Les chercheurs travaillent sur des matériaux autocicatrisants capables de réparer de minuscules fissures dans les matériaux céramiques, ce qui pourrait avoir des applications dans les avions.

Remarque : l'explication fournie a permis de mieux comprendre pourquoi chaque céramique est préférable aux autres pour certaines utilisations. Pour de plus amples informations, vous pouvez consulter le site Stanford Advanced Materials (SAM).

Céramiques avancées : Alumine, zircone et autres variétés

Alumine

L'alumine, ou oxyde d'aluminium, est un nom commun dans le domaine des céramiques avancées. Ce composé est très apprécié pour sa dureté, sa résistance à l'usure et ses propriétés d'isolation électrique. Il résiste aux températures élevées et est souvent utilisé dans la fabrication de composants de fours et d'autres éléments réfractaires. Dans l'industrie électronique, c'est un matériau de base stable utilisé pour fabriquer des circuits intégrés. Dans le domaine médical, il est implanté en raison de sa biocompatibilité.

Zircone

Lazircone, aussi communément appelée "acier céramique", possède les propriétés attrayantes de la résistance, de la ductilité et de l'incapacité à se casser ou à se briser. Bien que non biodégradable et relativement chère, la zircone trouve des applications très importantes dans les céramiques structurelles, les couronnes dentaires et les articulations de la hanche qui supportent des contraintes cycliques et sont suffisamment solides pour résister à des contraintes continues sans se briser ni se rompre.

Nitrure de bore

Le nitrurede bore possède une conductivité thermique élevée combinée à une isolation électrique élevée ; il est souvent appelé "graphite blanc". Le nitrure de bore est très résistant à l'oxydation jusqu'à 1000°C. Il sert de lubrifiant et d'agent de démoulage lorsqu'il est utilisé dans des applications à haute température telles que le travail du métal et du verre.

Carbure de bore

Le carbure de bore est l'un des matériaux connus les plus durs, ce qui lui vaut d'être utilisé dans les blindages, les gilets pare-balles et les blindages de véhicules. Sa légèreté relative, associée à sa dureté, en fait également un composé essentiel pour le décapage par abrasion, les outils de coupe, etc.

Questions fréquemment posées

Pour quelles raisons les céramiques sont-elles utilisées dans les implants médicaux ?

Les céramiques telles que l'alumine ou la zircone sont des matériaux biocompatibles, résistants à la corrosion, non abrasifs et donc adaptés aux applications dans les implants.

Toutes les céramiques sont-elles fragiles par nature ?

Les céramiques conventionnelles sont intrinsèquement fragiles, mais les céramiques modernes ou techniques, en particulier la zircone, sont conçues pour être moins fragiles et plus résistantes.

Quelle est la différence entre le nitrure de bore et le graphite ?

Le nitrure de bore est un excellent isolant électrique, contrairement au graphite. Il conserve le même niveau de lubrification et de conductivité thermique.

Pourquoi le carbure de bore est-il utilisé dans la fabrication d'armures ?

Ses propriétés de dureté et de résistance à la balistique en font un matériau exceptionnellement efficace pour l'absorption et la dissipation de l'énergie des chocs.

Les céramiques conduisent-elles l'électricité ?

Les céramiques sont principalement des isolants, mais il existe des oxydes conducteurs capables de bien conduire l'électricité.