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La céramique (histoire et techniques)

Sciences et techniques

Aperçu du corrigé : La céramique (histoire et techniques)



Publié le : 11/10/2018 -Format: Document en format HTML protégé

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La céramique (histoire et techniques)
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UNE CÉRAMIQUE TRANSPARENTE

Des chercheurs du Faunhofer Institute for Ceramic Technologies and Sintered Materals, en Allemagne, ont réussi à fabriquer un nouveau type d\'aluminium ultra-dur et transparent !

Pour être précis, il ne s\'agit pas de l\'aluminium auquel nous sommes habitués : c\'est de l\'oxyde d\'aluminium (AI20j), plus communément appelé alumine. Ces chercheurs ont réussi à obtenir des tuiles d\'alumine transparentes en chauffant à 1 200 °c cette alumine finement broyée.

L\'armée allemande ainsi que le Pentagone américain, se sont montrés très intéressés par cette céramique révolutionnaire. La transparence est telle qu\'elle pourrait trouver des applications dans la fabrication de fenêtres anti-balles, ou bien pour des véhicules de combat.



Le procède sOl-geL

 

C\'est le procédé actuellement le plus prometteur pour l\'industrie car il ne nécessite pas de chauffer les pièces.

Il consiste à polymériser des « précurseurs minéraux en solution » : les molécules servant à bâtir le matériau baignent dans un liquide, appelé « solvant». Au fur et à mesure de la réaction, ces précurseurs vont s\'assembler, se coaguler pour former un gel visqueux. Cette viscosité va permettre de faciliter la mise en forme du matériau : on peut déposer la « pâte » sur des supports, l\'étirer pour former des fibres, ou encore l\'injecter dans un moule pour fabriquer des forme complexes.

 

Le dépôt sur support présente un grand intérêt car il permet d\'utiliser une très faible quantité de matière, souvent coûteuse. Les industriels ont en effet recours à des astuces pour recouvrir des supports avec le moins de matière possible. Citons par exemple le « dip coating ». Cette méthode consiste à plonger le support dans une solution de précurseur et à le ressortir pour laisser sécher la juste quantité de matière nécessaire à le recouvrir.

Le « spin coating » utilise la force centrifuge, comme dans un panier à salade : une goutte de solution est déposée sur le support, que l\'on fait ensuite tourner très vite sur lui-même de manière à étaler uniformément le liquide sur toute la surface.

 

Autres procèdes de dépôt

Les industries mécanique et électronique ont besoin de réaliser des dépôts de céramique de plus en plus fins. De nouvelles technologies se développent pour pouvoir satisfaire ces besoins croissants :

 

• le dépôt par projection thermique, qui permet d\'obtenir des couches de 0,1 à 1 mm d\'épaisseur. Dans ce procédé, la céramique est portée à 10 000 °C en phase plasma (gaz ionisé) et est projetée sur la pièce à revêtir ;

• le dépôt en phase vapeur sous vide, qui permet d\'obtenir des couches ultraminces de l\'ordre du micron, c\'est-à-dire 1 000 fois plus petit qu\'un millimètre.

LES ASSIMILÉS « CÉRAMIQUES »

Certains matériaux sont en quelque sorte cousins des céramiques car leurs matières premières ou leurs modes de fabrication sont proches.

Les verres, par exemple, sont obtenus par fusion d\'un sable de silice. La

silice est le composantprincipal des argiles mais aucun procédé de fabrication d\'une céramique ne nécessite une fusion. Les verres sont par ailleurs des matériaux beaucoup plus fragiles que les céramiques.

Les émaux, la faïence, et la porcelaine peinent également à se faire accepter par les scientifiques au rang des céramiques mais restent heureusement à l\'honneur dans le monde artisanal et artistique. La porcelaine n\'est pas

issue d\'une argile naturelle. Elle résulte d\'un mélange de quartz, de feldspath et de kaolins. La porcelaine est dense et dure, mais elle est moins poreuse que n\'importe quelle autre céramique. l\'émail est un verre, composé de silice, de feldspath, de kaolin et d\'oxydes métalliques. Il est souvent appliqué sur les objets de porcelaine pour les décorer.




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