Les matériaux céramiques sont généralement cassants en raison de leur fragilité inhérente et de leur faible résistance à la traction.
Il s'agit d'une caractéristique importante des céramiques, notamment des tubes de four en alumine et des céramiques dentaires, qui sont susceptibles de se fracturer sous l'effet d'une contrainte ou d'un choc thermique.
5 points clés
1. Tubes de four en alumine
Les tubes de four en alumine, malgré leur grande pureté et leur capacité à résister à des températures élevées, sont susceptibles de se briser en raison de leur faible résistance aux chocs thermiques.
La teneur élevée en alumine (plus de 99,6 %) et la forte densité apparente contribuent à leur solidité, mais les rendent également cassants.
La forme cylindrique de ces tubes est conçue pour minimiser les points de concentration des contraintes, qui sont essentiels pour prévenir les fractures, notamment au cours du processus de densification où le matériau est particulièrement délicat.
Pour améliorer leur durabilité, des méthodes telles que l'ajout d'agents de renforcement ou l'utilisation de technologies comme le SPS (Spark Plasma Sintering) sont employées pour améliorer la résistance à la rupture et la solidité en densifiant rapidement le matériau et en supprimant la croissance des grains.
2. Céramiques dentaires
Les céramiques dentaires utilisées dans les restaurations telles que les couronnes et les bridges sont également fragiles et nécessitent des processus de durcissement pour augmenter leur résistance aux forces rencontrées dans la cavité buccale.
Ces matériaux sont généralement inorganiques et non métalliques, souvent à base de silicate, et sont frittés à haute température.
Leur fragilité signifie qu'ils ont une grande résistance à la compression mais une faible résistance à la traction, ce qui les rend vulnérables aux fractures sous de faibles niveaux de déformation.
Les systèmes métal-céramique sont souvent utilisés pour combiner les propriétés esthétiques des céramiques et la résistance mécanique des métaux, ce qui permet de résoudre dans une certaine mesure le problème de la fragilité.
3. Les nanocéramiques
Les nanocéramiques représentent une voie prometteuse pour remédier à la fragilité des céramiques traditionnelles.
Avec une taille moyenne de grain inférieure à 100 nm, les nanocéramiques présentent une résistance accrue à la rupture en raison du nombre accru de joints de grains et de la possibilité d'ajouter des unités d'absorption d'énergie.
Cette nanostructuration peut améliorer de manière significative la ténacité des céramiques, les rendant moins sujettes à la rupture.
4. Caractéristiques générales
En résumé, si les céramiques sont connues pour leur grande dureté, leur résistance à l'usure et à la corrosion, leur fragilité inhérente les rend cassables dans certaines conditions.
5. Progrès dans la science des matériaux
Les progrès de la science des matériaux, tels que le développement des nanocéramiques et l'utilisation de technologies de frittage avancées, visent à atténuer ces faiblesses et à améliorer la durabilité des matériaux céramiques.
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