Quelles sont les différences entre l'alumine et la zircone ?

L'alumine est un matériau céramique technique très courant. La zircone, y compris la zircone stabilisée à l'yttrium (YSZ), est également largement utilisée dans les industries mécaniques. Étant donné que ces deux matériaux sont des oxydes et qu'ils peuvent être frittés sans vide, ils partagent beaucoup d'équipements de fabrication et ont des apparences similaires. Toutefois, il existe encore de nombreuses différences entre ces deux matériaux.

Prix : Alumine et zircone

La différence la plus importante entre ces deux matériaux est leur prix. Le coût de la zircone est plus de deux fois supérieur à celui de l'alumine, même la meilleure. L'une des raisons est le coût de la matière première. Comparé au Zr, l'Al est beaucoup plus abondant dans la croûte terrestre et il est beaucoup moins cher. D'autre part, l'oxyde d'yttrium, largement utilisé comme stabilisateur de la zircone, est un élément de terre rare dont la source est limitée.

Cependant, c'est le coût de la mise en forme de la zircone qui est le plus important. La densité de la zircone est beaucoup plus élevée que celle de l'alumine et la résistance à l'usure de la zircone est bien meilleure que celle de l'alumine. Le meulage des mêmes épaisseurs de zircone prend presque 10 fois plus de temps que celui de l'alumine et consomme plus d'outils diamantés. En outre, la résistance aux chocs thermiques de la zircone étant médiocre et nécessitant une température de frittage plus élevée, le processus de frittage est également plus coûteux que celui de l'alumine.

Applications : Alumine et zircone

La résistance à l'usure de la zircone étant bien meilleure, elle est fréquemment utilisée pour les mortiers et les pilons, les bocaux de broyage et les agents de broyage, les billes de roulement et les pièces en céramique dans les vannes et les pompes. Les pièces en zircone durent plus longtemps dans les machines et sont moins contaminées que les pots de broyage. La zircone est généralement meilleure dans les applications mécaniques, mais l'alumine est un meilleur matériau à l'épreuve des balles en raison de sa plus faible densité.

Bien que la zircone puisse résister à des températures plus élevées, les applications dans les fours industriels sont rares. L'avantage en termes de température de fonctionnement n'est pas très significatif, alors que le coût de la zircone est beaucoup plus élevé.

Le ZrO2 à haute densité offre également une meilleure résistance à la corrosion. La zircone peut survivre plus longtemps dans des environnements très corrosifs et est considérée comme un meilleur matériau dans les laboratoires de chimie.

En général, la zircone est plus performante si l'on ne tient pas compte de la densité et de la résistance aux chocs thermiques. Toutefois, son coût élevé limite son application et laisse la majeure partie du marché à l'alumine.