Applications de l’alumine renforcée à la zircone

L’alumine renforcée à la zircone (ZTA) est un composite céramique haute performance qui allie la dureté et la résistance à l’usure de l’alumine (Al₂O₃) à la ténacité à la rupture de la zircone (ZrO₂). Cette combinaison permet d’obtenir un matériau aux propriétés mécaniques supérieures, idéal pour des applications exigeantes dans divers secteurs. Voici quelques informations clés sur la ZTA et ses applications :

1. Composition et propriétés

• Alumine (Al₂O₃) : Offre une dureté élevée, une résistance à l’usure et une stabilité thermique.

• Zircone (ZrO₂) : Améliore la ténacité en subissant  une transformation de phase induite par la contrainte , qui absorbe l’énergie et empêche la propagation des fissures.

• Composition typique : 10-20% ZrO₂ dans une matrice Al₂O₃.

Propriétés clés :

• Haute ténacité à la fracture (par rapport à l’alumine pure)

• Excellente résistance à l’usure

• Bonne stabilité thermique et chimique

• Haute résistance et dureté

2. Applications de l’alumine renforcée à la zircone (ZTA)

A. Médical et dentaire

• Implants orthopédiques  (par exemple, articulations de la hanche et du genou) – en raison de la biocompatibilité et de la résistance à l’usure.

• Implants et couronnes dentaires  – résistance et esthétique améliorées par rapport à la zircone pure ou à l’alumine.

B. Pièces d’usure industrielles

• Outils de coupe et plaquettes  – résistance améliorée pour les applications d’usinage.

• Filières de tréfilage  – résistent à l’usure abrasive.

• Joints et roulements de pompe  – résistent aux environnements difficiles.

C. Défense et blindage

• Blindage balistique  (gilet pare-balles, protection du véhicule) – résistance aux chocs améliorée grâce à l’absorption d’énergie issue de la transformation de phase de la zircone.

D. Électronique et ingénierie

• Composants semi-conducteurs  – utilisés dans des environnements à forte usure.

• Pièces d’ingénierie de précision  – où la stabilité dimensionnelle est essentielle.

E.Automobile

• Sièges et guides de soupapes  – résistent à l’usure dans les environnements de moteur à haute température.

• Composants de capteur  – pour les environnements d’échappement difficiles.

3. Avantages par rapport à l’alumine pure ou à la zircone

• Ténacité supérieure  à celle de l’alumine pure (moins cassante).

• Meilleure résistance à l’usure  que la zircone pure.

• Rentable  par rapport à la zircone entièrement stabilisée.