Le frittage des céramiques est un processus qui consiste à chauffer et parfois à appliquer une pression à un matériau céramique, ce qui réduit considérablement sa porosité et augmente la densité de ses particules. Ce processus permet également d'améliorer diverses propriétés telles que la résistance, la translucidité et la dureté. La transformation au cours du frittage peut modifier considérablement la structure cristalline et les caractéristiques physiques du matériau.
Réduction de la porosité et augmentation de la densité des particules :
Le frittage consiste à chauffer le matériau céramique jusqu'à un point où les particules commencent à se lier entre elles, formant une structure plus dense. Ce processus implique la diffusion d'atomes, ce qui permet à l'interface entre les particules de poudre de disparaître, entraînant une réduction de la surface globale et de la porosité. La diminution de la porosité est cruciale car elle ne rend pas seulement le matériau plus dense, mais améliore également sa résistance à l'eau, aux taches et aux températures extrêmes.Amélioration des propriétés du matériau :
Pendant le frittage, le matériau céramique subit une transformation de sa structure cristalline. Par exemple, la zircone commence par une structure monoclinique et se transforme en un état polytétragonal à des températures élevées. Cette transformation augmente la résistance, la dureté et la translucidité du matériau. Le matériau devient si dur qu'il est difficile à couper, même avec des outils à grande vitesse. Cette augmentation de la résistance et de la dureté est essentielle pour les applications où la céramique doit résister à des contraintes mécaniques élevées.
Rétrécissement et modifications physiques :
Le frittage entraîne également un retrait important du matériau, généralement de l'ordre de 25 % pour la zircone. Ce retrait est le résultat du processus de densification au cours duquel le volume du matériau diminue à mesure que sa densité augmente. Les changements physiques au cours du frittage sont profonds, transformant le matériau d'une substance semblable à de la craie en une céramique dense et dure.Variables et techniques de contrôle :
L'efficacité du frittage dépend de plusieurs variables, notamment la température de frittage, la durée et la taille initiale des grains du matériau. Des températures plus élevées et des temps de frittage plus longs conduisent généralement à une meilleure densification. En outre, l'application d'une pression pendant le frittage peut réduire davantage le temps de frittage et la porosité finale. Des techniques telles que le frittage en phase liquide, où une phase liquide est introduite pour améliorer le processus de frittage, peuvent également être utilisées.
