Pour les applications à haute température, différents matériaux sont utilisés en fonction des exigences spécifiques et des plages de température. Le molybdène et le tungstène sont couramment utilisés pour leurs points de fusion élevés, le tungstène pouvant supporter des températures allant jusqu'à 2 500 °C. L'acier convient aux températures inférieures à 1 000 °C. Les zones chaudes hybrides intègrent des métaux, du graphite et des céramiques pour l'isolation thermique et la rentabilité. Les alliages platine-rhodium sont privilégiés pour leurs propriétés améliorées en termes de pression de vapeur, de taux d'oxydation et de température d'utilisation. Les céramiques pour ultra-hautes températures, telles que l'oxyde de hafnium et le carbure de tantale, sont essentielles pour des applications telles que les avions à grande vitesse en raison de leur résistance aux températures extrêmes et à l'oxydation.
Molybdène et tungstène: Le molybdène est utilisé dans les fours industriels jusqu'à 1900°C et est disponible sous différentes formes comme le fil, la tige, la bande et les tubes. Il nécessite une atmosphère sous vide pour éviter l'oxydation. Le tungstène, connu pour son point de fusion élevé, est utilisé dans les éléments chauffants pour des températures avoisinant les 2500°C dans des conditions de vide poussé. Il peut également fonctionner à des niveaux de vide plus bas, jusqu'à 1200°C.
Zones chaudes hybrides: Ces zones utilisent une combinaison de métaux, de graphite et de céramique. Le graphite et les céramiques, en particulier lorsqu'ils sont utilisés comme fibres, offrent une excellente isolation thermique. Cette combinaison permet non seulement d'obtenir une meilleure isolation, mais aussi de réduire les coûts de construction, ce qui rend ces zones plus économiques.
Alliages platine-rhodium: Ces alliages sont préférés pour leurs propriétés améliorées en matière de pression de vapeur, de taux d'oxydation et de températures de fonctionnement. Ils sont particulièrement utiles dans les environnements où ces facteurs sont critiques.
Céramiques à ultra-haute température: Les matériaux tels que l'oxyde de hafnium et le carbure de tantale, dont le point de fusion est supérieur à 3 000 °C, sont classés dans la catégorie des céramiques à ultra-haute température. Ils sont essentiels pour les couches protectrices externes des avions à grande vitesse, où les températures peuvent dépasser 2000°C. Ces céramiques présentent des liaisons covalentes solides et de faibles taux d'autodiffusion, mais elles sont confrontées à des problèmes de faible résistance à la rupture. Pour y remédier, des particules ou des fibres durcies sont ajoutées pour former une matrice céramique composite, et des méthodes de frittage telles que le SPS sont utilisées pour un frittage dense à des températures plus basses.
Applications: Les matériaux à haute température sont essentiels dans diverses industries, notamment les laboratoires dentaires, les laboratoires universitaires et de recherche, et les applications de production nécessitant des traitements thermiques à haute température tels que le recuit, le frittage, la fusion, la combustion des liants, la cuisson et l'assemblage des métaux. La sécurité et l'efficacité de ces opérations sont primordiales et nécessitent l'utilisation de matériaux haute température appropriés.
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