Les silicates
Les principales céramiques en silicate sont:
Les matériaux de base de la porcelaine technique sont le quartz, le feldspath et le kaolin.
L'utilisation des porcelaines techniques date du début du 20ème siècle. Suite à une croissance de la demande, on a développé des porcelaines possédant des caractéristiques mécaniques, électriques et thermiques de plus en plus élaborées.
En changeant la composition de la porcelaine, on peut obtenir un produit (la porcelaine d'alumine C120 ou C130) possédant une résistance à la traction 2 fois supérieure. En réalité, on a remplacé le quartz (SiO2) par de l'alumine (Al2O3).
Ainsi, on peut dire que la porcelaine d'Alumine possède:
- Une bonne résistance aux sollicitations mécaniques même sous charge thermique
- Un comportement favorable lors d'exposition de longue durée en extérieur
La porcelaine de silice sera utilisée, vu son prix raisonnable, comme isolant pour les bas voltages tandis que la porcelaine d'alumine sera préférée pour les isolateurs de câbles aériens des lignes à haute tension.
Ces matériaux inorganiques constitués de matières naturelles comme la pierre à savon à laquelle on ajoute des additifs tels que l'argile ou différents fondants, forme le groupe des silicates de magnésium (groupe C 200).
Le type de fondant utilisé (mélange favorisant une phase liquide à température assez basse) influence les caractéristiques électriques et permet de faire les différenciations suivantes:
- la steatite pour basse fréquence (C 210)
- la steatite normale (C 220)
- la steatite avec "faible facteur de perte" (C 221), connue parfois sous le nom de steatite pour hautes fréquences.
La steatite possède une grande rigidité mécanique et des propriétés diélectriques intéressantes.
La caractéristique essentielle de la steatite spéciale est son facteur de pertes diélectriques.
La steatite trouve beaucoup de ses utilisations dans l'engineering électrique, spécialement pour les composants à hautes fréquences. La stéatite peut s'obtenir également sous forme poreuse (type C 230).
Cette steatite peut aisément s'utiliser pour fabriquer des pièces modèles car contrairement à quasi toutes les céramiques, elle peut s'usiner après agglomération, sur des tours classiques
La cordiérite est un minéral constitué de silicate de magnésium et d'aluminium, de formule Al3Mg2AlSi5O18.
Ces silicates de magnésium (groupe C 400) se forment durant l'agglomération de la pierre à savon avec des additifs comme le talc, l'agile, le kaolin, le Corindon ou la Mullite.
La cordiérite possède un coefficient de dilatation très faible et une bonne résistance aux chocs thermiques.
Les types poreux ont une résistance aux charges mécaniques plus faible mais une tenue aux chocs thermiques encore meilleure.
La cordiérite est généralement utilisée:
- Dans les applications statiques à chaud
- Pour des applications d'engineering électrique
Ces matériaux peuvent différer en fonction de la composition de la matière première c'est-à-dire, en fonction des proportions d'Al2O3, de SiO2, et de la phase de verre additionnelle qui lie tous les composants. Ces éléments déterminent la part existante de Mullite (3 Al2O3 2 SiO2), de Corindon (Al2O3), ainsi que de phase vitreuse qu'on va trouver après agglomération. Ainsi il est possible de différencier céramique dense et agglomérée et la Mullite poreuse.
Les propriétés importantes de la céramique Mullite sont:
- Sa haute résistance
- Sa dilatation thermique très faible
- Sa résistance élevée aux chocs thermiques
- Sa résistance élevée aux fuites à températures élevées au travers de la phase verre/Mullite.
C'est pourquoi ces matériaux sont employés pour:
- Des tubes de protection de thermocouple
- Des rouleaux portants pour les fours à hautes températures
- D'autres utilisations dans la technologie des hautes températures jusqu'à
1650°C
