AccueilMétaux et alliages4.6.1.4 Les céramiques

4.6.1.4 Les céramiques

On désigne ainsi tous les matériaux réfractaires à haut point de fusion ne présentant pas une structure métallique. Les plus utilisés dans la préparation des CERMETS sont :
- Les CARBURES de chrome, de titane, de zirconium, de tantale
- Les SILICIURES : carborundum, bisiliciure de molybdène
- Les BORURES de chrome, de titane, de zirconium
- Les NITRURES de bore, de silicium
- Les OXYDES : alumine

a) Principales propriétés

- Grande dureté avec une grande difficulté d'usinage.
- Grande résistance à l'oxydation
- Grande résistance au fluage au-dessus de 1 0000 C - ductilité nulle
- Mauvaise conductibilité thermique
- Mauvaise résistance aux chocs thermiques - fragilité excessive à l'entaille

b) Préparations.

Elles sont réalisées suivant les techniques de la MÉTALLURGIE des POUDRES (FRITTAGE par COMPRESSION et CUISSON), mais de par les propriétés particulières des CERMETS utilisés : mauvaise résistance aux chocs thermiques et grande fragilité, il est nécessaire de les FRITTER avec un liant métallique qui améliorera leur résistance aux chocs thermiques et diminuera leur fragilité excessive. Les principaux liants utilisés sont : le CHROME, le NICKEL, le COBALT et leurs alliages.

Ces CERMETS peuvent supporter des charges supérieures à 10 hb aux températures voisines de 1 300 °C, mais de par leur grande fragilité, les utilisations dans le réacteur sont, pour le moment, encore assez limitées.

4.6.1.5 Alliages réfractaires récents

Ce sont des alliages à base des métaux réfractaires tels que tantale, niobium, molybdène, tungstène.
Ce sont des métaux coûteux, difficiles à élaborer (sous vide) et possédant des propriétés chimiques et physiques très ennuyeuses :
- Grande sensibilité vis-à-vis de l'oxygène, du carbone et de l'azote,
- Mauvaise résistance à l'oxydation à chaud, d'où la nécessité de mettre au point des revêtements protecteurs efficaces.

Du point de vue des propriétés mécaniques les alliages de MOLYBDÈNE et de NIOBIUM sont les plus résistants dans la gamme de température de 1100 à 1400 °C. Le TUNGSTÈNE prend l'avantage au-dessus de 1 400° C, mais ces métaux présentent beaucoup d'inconvénients :
- Ils ne sont ductiles qu'aux températures > à 340 °C,
- Au-dessous de 340 °C ils sont cassants,
- Il est pratiquement impossible d'obtenir de bonnes soudures avec les alliages de MOLYBDÈNE et de TUNGSTÈNE.

NOTA : Un nouvel alliage, assez récent, à base d'HAFNIUM et de TANTALE permet d'envisager des utilisations en température de l'ordre de 2 000 °C.

4.6.1.6 Résistance mécanique des principaux alliages face à la température

 

 
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