Caractéristiques des matériaux céramiques

Les caractéristiques des matériaux céramiques définissent le comportement du matériau dans différentes situations telles que sa résistance à la température, sa capacité d’isolation électrique et sa résistance à la corrosion.

Il est important de bien connaître les caractéristiques de ces matériaux car elles faciliteront le choix pour chacune de leurs fonctionnalités.

Propriétés électriques des matériaux céramiques

1. Isolation électrique : les matériaux céramiques sont en général des matériaux non conducteurs d’électricité.
2. Conductivité : Bien que les céramiques avancées bloquent généralement l’électricité, il existe des céramiques semi-conductrices qui, en fonction de leur température et du niveau de tension appliqué, peuvent conduire l’électricité.

Propriétés physiques des matériaux céramiques

• Dureté : la caractéristique la plus distinctive des céramiques avancées est leur extrême dureté. Par exemple, l’alumine a une dureté presque 3 fois supérieure à celle de l’acier inoxydable.
• Rigidité : La grande rigidité des céramiques est mesurée en testant l’élasticité après l’application d’une charge de Son inflexibilité en fait une pièce qui évite la déformation.
• Résistance à l’impact : les céramiques techniques actuelles ont une faible résistance à la rupture, mais la zircone stabilisée offre des améliorations significatives de la résistance à l’atteinte du point de rupture.
• Gravité spécifique (densité) : en général, les céramiques ont une densité plus faible que les métaux à haute résistance. Dans un même volume, de nombreuses céramiques peuvent réduire le poids à la moitié de celui du métal.

Propriétés chimiques des matériaux céramiques

Les céramiques avancées présentent un niveau élevé de stabilité chimique. Ils sont très résistants à de nombreux agents corrosifs tels que l’acide chlorhydrique, l’acide sulfurique, l’acide nitrique, l’hydroxyde de sodium…

Propriétés thermiques des matériaux céramiques

1. Résistance à la chaleur : Les céramiques de tous types sont connues pour leur capacité à résister à des températures élevées. Par exemple, l’alumine fond à des températures proches de 1800°C, bien au-dessus du point de fusion des matériaux métalliques.

2. Expansion thermique : Quand les matériaux sont chauffés, leur taille et leur volume augmentent, dans un phénomène connu sous le nom d’expansion.  Le coefficient de dilatation thermique indique de combien un matériau se dilate pour une augmentation de température de 1°C. Les céramiques ont un faible coefficient de dilatation thermique, inférieur à la moitié de celui de la plupart des aciers.

3. Conductivité thermique : La propriété qui définit la chaleur transmise à travers un matériau est appelée conductivité thermique. Les céramiques avancées offrent une large gamme de conductivité thermique ; certains matériaux ont des niveaux élevés de conductivité et transfèrent bien la chaleur, tandis que d’autres ont des niveaux faibles de conductivité et transfèrent moins de chaleur. La conductivité thermique du carbure de silicium est particulièrement bonne, tandis que la zircone a un faible coefficient de conductivité thermique, environ 1/10 du coefficient de l’acier inoxydable.