Non-céramiques d'alumineest un terme général désignant les céramiques fabriquées à partir de carbures, nitrures, sulfures, siliciures, borures métalliques, etc. Avec le développement continu des sciences et des technologies, les matériaux doivent posséder de nombreuses caractéristiques.céramique d'alumineLes matériaux ont connu un développement remarquable ces dernières décennies, contribuant grandement aux progrès des hautes technologies modernes. Ils jouent un rôle essentiel dans le progrès de la société humaine et ont apporté une contribution inestimable au développement économique et à la construction de la défense nationale.
Caractéristiques:
① Les matières premières se trouvent rarement dans la nature et des matières premières synthétisées artificiellement sont nécessaires.
② Lors de la synthèse des matières premières et du frittage des céramiques, des oxydes sont susceptibles d'être générés, et les processus doivent être réalisés sous une atmosphère protectrice (telle que Ar et N₂).
③ Les non-oxydes ont généralement des liaisons covalentes avec une énergie de liaison très forte, ils sont donc réfractaires ou difficiles à fritter.
Contrairement aux céramiques d'alumine, les atomes des céramiques non alumineuses sont principalement liés par des liaisons covalentes. De ce fait, elles présentent une dureté, un module d'élasticité et une résistance au fluage élevés, et conservent ces propriétés en grande partie à haute température, ce qui est inégalé par les céramiques d'oxyde. Leur principal inconvénient réside dans la difficulté générale de frittage. L'obtention de produits à haute densité nécessite des températures extrêmement élevées (1500-2500 °C) et l'ajout d'adjuvants de frittage. Parfois, un frittage par pressage à chaud est également nécessaire pour atteindre la densité souhaitée (≥ 95 %). Il en résulte un coût de production généralement supérieur pour les céramiques non alumineuses par rapport aux céramiques d'alumine.
Certains de ces matériaux céramiques, tels que le Si₃N₄ et le SiC, sont susceptibles d'être utilisés dans les moteurs à haut rendement et les turbines à gaz, ce qui a suscité un vif intérêt chez les chercheurs. En effet, ils sont étroitement liés aux enjeux énergétiques que les pays industrialisés dotés de technologies avancées cherchent à résoudre de toute urgence. Par ailleurs, ces céramiques non alumineuses, en tant que nouveaux types de matériaux, possèdent également un attrait unique.
Parmi les non-oxydes, les carbures et les nitrures se distinguent comme matériaux de structure. En effet, la plupart des liaisons atomiques qui les composent sont des liaisons covalentes, ce qui leur confère une forte résistance à la déformation à haute température.
Les non-oxydes diffèrent de l'alumine. Rares à l'état naturel, ils nécessitent la synthèse artificielle de matières premières, ensuite transformées en produits selon les techniques de fabrication céramique. Lors de la synthèse de ces matières premières, il est essentiel d'éviter tout contact avec l'oxygène. En effet, des oxydes se formeraient en premier lieu, au lieu des nitrures ou carbures attendus. Par conséquent, la synthèse et le frittage de ces matières premières non-oxydes doivent impérativement être réalisés sous atmosphère protectrice (azote ou gaz inerte) afin de prévenir la formation d'oxydes, susceptibles d'altérer les propriétés à haute température des matériaux.
