Quels sont les différents types de matières premières pour la céramique?
Les matières premières pour la céramique couvrent un éventail assez large du fait que les céramiques elles-mêmes constituent un groupe diversifié de matériaux. En règle générale, les céramiques partagent les propriétés physiques d’être une structure cristalline et d’agir comme des isolants thermiques et électriques. Ces propriétés découlent de plusieurs éléments majeurs de la nature. La terre cuite, la poterie et les briques contiennent les matières premières pour la céramique sous forme de métaux cristallins tels que l'aluminium mélangé à des composés de silicate tels que le quartz, le feldspath et le mica, composés en grande partie de dioxyde de silicium. Ces types de matières premières sont généralement appelées argiles et constituent plus de 90% des composés minéraux à la surface de la Terre qui se transforment en roches.
La fabrication d'isolants pour les températures élevées et les applications électroniques avancées peut toutefois inclure des matières premières pour la céramique telles que le carbone, l'azote et le soufre. La recherche avancée sur les supraconducteurs est également basée sur les matières premières pour les composés de céramique, car les céramiques ont tendance à passer des propriétés isolantes naturelles aux propriétés supraconductrices à très basse température. Les céramiques supraconductrices courantes sont à base de composés d'oxyde de cuivre, mais de nombreux métaux de terres rares, comme le niobium et l'yttrium, sont également utilisés. Ces métaux ainsi que les silicates sont souvent alliés dans la fabrication de céramiques telles que l’yttrium, l’aluminium et le grenat en tant que composé de silicate. Une découverte récente, en 2002, d’une céramique supraconductrice unique était un composé de plutonium, de cobalt et de gallium, ou PuCoGa 5 .
La fabrication de céramiques implique généralement un processus en quatre étapes dans lequel une poudre comprenant des métaux, des silicates ou d'autres composés tels que le carbone et le soufre est comprimée en un solide sous une pression intense, puis usinée selon la forme souhaitée. Pour fabriquer des céramiques, il faut ensuite cuire le produit à une température comprise entre 1 570 et 1 704 ° Celsius (2 850 ° à 3 100 ° F) pendant 12 à 120 heures. Au cours de ce processus, le volume de la pièce en céramique se compresse d’environ 20%, ce qui facilite une dernière étape d’usinage de la pièce à l’aide d’un outil à pointe de diamant ou de tout autre équipement précis permettant de l’ajuster aux tolérances et aux spécifications souhaitées.
Le secteur de la céramique couvre un large domaine d’intérêt commercial, allant d’une utilisation répandue à la production de lames de couteaux en céramique, de matériaux de construction tels que tuyaux et revêtements de sol et de revêtements à haute température pour les aubes de turboréacteurs. Même les substituts dentaires, tels que les ponts dentaires, sont fabriqués à partir de céramique. Étant donné que chacun de ces produits présente des tolérances, une apparence et des exigences structurelles uniques, les matières premières pour la céramique peuvent provenir d'une liste d'ingrédients longue et complexe.