Les céramiques techniques sont largement utilisées dans diverses industries. Les céramiques non oxydes occupent une proportion relativement importante des céramiques techniques. Les céramiques sans oxydes se réfèrent principalement aux céramiques nitrurées, aux céramiques carbures, aux céramiques boridiques et aux céramiques silicides. Ils sont généralement liés par de fortes liaisons covalentes, et les matières premières céramiques non oxydes existent rarement dans la nature. Il est nécessaire de synthétiser artificiellement les matières premières, puis de fabriquer des produits céramiques selon le processus céramique. Cet article présentera brièvement les cinq céramiques non oxydes courantes suivantes.
▼ Céramique au nitrure de silicium
Le nitrure de silicium (Si3N4) est un composé de liaison covalent, qui a deux types de cristaux, à savoir α-Si3N4 et β-Si3N4. α-Si3N4 est un cristal granulaire, β-Si3N4 est un cristal d’aiguille, qui appartiennent tous deux au système cristallin hexagonal. En raison de la température élevée et de la résistance à l’usure des céramiques Si3N4, de la bonne résistance aux chocs thermiques, de la résistance à la corrosion, du faible coefficient de frottement et du faible coefficient de dilatation thermique, il a été largement utilisé dans de nombreux domaines industriels.
▼ Céramique au nitrure de bore
La structure et certaines propriétés du nitrure de bore (BN) sont similaires au graphite, et il a deux types de cristaux: hexagonal et cubique. Hexagonal peut être converti en BN cubique à 1 300-1 800 °C et 6,5 MPa, et sa dureté est la deuxième après le diamant. Le matériau BN avec la phase cristalline principale hexagonale a une maniabilité, une lubricité blanche et de bonnes propriétés thermiques. C’est un matériau isolant électrique idéal et dissipateur de chaleur dans un environnement à haute température et c’est également un matériau de conteneur métallurgique exceptionnel.
▼ Céramique en carbure de silicium
Les céramiques en carbure de silicium (SiC) ont deux types de cristaux, l’un est α-SiC, qui appartient au système cristallin hexagonal. C’est un type stable à haute température; l’autre est β-SiC, qui appartient au système cristallin cubique et est un type stable à basse température. α-SiC peut être transformé en cristal β-SiC dans la plage de températures de 2 100 à 2 400 °C. Les céramiques en carbure de silicium ont une résistance élevée à haute température, un fluage à basse température élevée, une dureté élevée, une résistance à l’usure, une résistance à la corrosion, une résistance à l’oxydation, une conductivité thermique élevée et une bonne stabilité thermique, c’est donc un bon matériau céramique structurel à haute température au-dessus de 1 400 ° C. Au début, il a été principalement utilisé comme matériaux réfractaires et abrasifs, tels que les briques de buse de fabrication d’acier, le revêtement de four, les meubles de four, les meules, etc., puis progressivement utilisé dans certains domaines techniques comme matériaux structurels à haute température ou éléments chauffants, tels que les tuyères d’échappement de fusée, les aubes de turbine à gaz, les électrodes de générateurs de fluide magnétique, l’élément chauffant de fournaise électrique, etc.
▼ Céramique en carbure de bore
Le carbure de bore présente les caractéristiques de faible densité, de haute résistance, de stabilité à haute température et de bonne stabilité chimique. Également connu sous le nom de diamant noir, c’est une substance inorganique avec une formule chimique de B₄C, généralement gris-noir. Le B₄C est l’un des trois matériaux les plus durs (juste derrière le diamant et le nitrure de bore cubique). Comparé au diamant et au nitrure de bore cubique, le carbure de bore est facile à fabriquer et peu coûteux, il est donc plus largement utilisé. Il peut remplacer le diamant coûteux à certains endroits et est couramment utilisé dans le meulage, le forage et d’autres aspects. Le carbure de bore est généralement utilisé dans le blindage des chars, les boucliers corporels et de nombreuses applications industrielles. Le carbure de bore peut absorber un grand nombre de neutrons sans former d’isotopes radioactifs, c’est donc un absorbeur de neutrons idéal dans les centrales nucléaires.
