Bibliographie & annexes
Quiz & test
Présentation
English
RÉSUMÉ
Les céramiques ultra-réfractaires sont des matériaux qui résistent à des températures supérieures à 2000 °C. Ces matériaux, en plein développement dans de nombreux pays, sont envisagés pour des applications dans les domaines spatial (boucliers thermiques de véhicules), énergétique (propulsion, solaire, nucléaire…) et plus généralement là où des températures très élevées sont présentes. Selon l’environnement rencontré (fortement oxydant, réducteur…), le choix d’une céramique sera fait en fonction de sa tenue dans le temps et ses propriétés d’usage sont donc très importantes à connaître. Dans cet article, certains exemples sont présentés pour différents domaines d’application.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleAuteur(s)
-
Marianne BALAT-PICHELIN : Directrice de Recherche CNRS - Laboratoire Procédés, Matériaux et Énergie Solaire (PROMES-CNRS) UPR 8521, Font-Romeu Odeillo, France
INTRODUCTION
Les céramiques ultra-réfractaires sont une sous-classe des céramiques réfractaires et sont classiquement définies comme ayant des températures de fusion supérieures à 3 000 °C. Néanmoins leur utilisation à très haute température doit être considérée en fonction de l’atmosphère les environnant et plusieurs définitions sont possibles. Elles connaissent actuellement un fort développement afin d’être utilisées dans les domaines spatial, par exemple comme boucliers thermiques de véhicules spatiaux à vitesse hypersonique, et de l’énergie pour la propulsion, le nucléaire, le solaire…
Ces céramiques ultra-réfractaires sont formées à base de borures, carbures ou nitrures de métaux de transition, essentiellement le titane, le zirconium, le hafnium, le niobium, le tantale et se présentent sous forme massive – avec ou sans inclusion de fibres de renfort –, de couches minces ou formées par infiltration dans une préforme fibreuse de façon à élaborer un matériau composite. Les plus étudiées actuellement sont ZrB2-SiC, HfB2-SiC, la présence du carbure de silicium SiC améliorant la résistance à l’oxydation à haute température.
Dans cet article, ces différentes céramiques ultra-réfractaires sont présentées et certaines de leurs propriétés sont données. Les modes d’élaboration, leurs domaines d’utilisation et leur tenue à haute température dans différentes atmosphères oxydantes sont présentés avec à l’appui des exemples concrets. L’évolution de leur composition de façon à résister à des environnements extrêmes est mentionnée. De nombreuses perspectives sont ouvertes pour une utilisation plus grande de ces matériaux qui actuellement sont plutôt développés à l’échelle du laboratoire.
L'expertise technique et scientifique de référence
DOI (Digital Object Identifier)
Cet article fait partie de l’offre
Verres et céramiques
(64 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Glossaire
English
6. Conclusion
Les céramiques ultra-réfractaires, malgré leur découverte relativement ancienne, n’en sont qu’à leur début. En effet, seules quelques compositions ont été majoritairement étudiées telles que ZrB2-SiC et HfB2-SiC et il reste de nombreuses possibilités de développement de compositions stables à très haute température en conditions sévères (basse pression, ultravide, en présence d’espèces atomiques, ioniques…). De nouvelles compositions exemptes de SiC, des nouvelles méthodes d’élaboration comme la fabrication additive, des études d’oxydation en conditions de simulation représentatives des applications sont donc à réaliser afin de progresser sur l’élaboration de nouvelles céramiques ultra-réfractaires. En effet, le champ d’application à haute température est très ouvert en plus du domaine aéronautique et spatial dans les domaines de l’énergie (nucléaire, solaire).
L’étude des propriétés thermophysiques à haute température de ces céramiques – thermique, électrique, mécanique, optique… – est à amplifier car beaucoup de propriétés ont été déterminées à température ambiante ou à des températures plus basses que celles visées dans les applications ; il en est de même du comportement physico-chimique qui doit être réalisé lors de conditions expérimentales très voisines de celles de l’usage envisagé.
L'expertise technique et scientifique de référence
TEST DE VALIDATION ET CERTIFICATION CerT.I. :
Cet article vous permet de préparer une certification CerT.I.
Le test de validation des connaissances pour obtenir cette certification de Techniques de l’Ingénieur est disponible dans le module CerT.I.
de Techniques de l’Ingénieur ! Acheter le module
Cet article fait partie de l’offre
Verres et céramiques
(64 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BAR-COHEN (Y.) - High temperature materials and mechanisms, - CRC Press Taylor & Francis group, ISBN 978-1-4665-6645-3 (2014).
-
(2) - SAMSONOV (G.V.) - Handbook of high-temperature materials – n° 2 Properties index, - Plenum press New-York (1964).
-
(3) - SAMSONOV (G.V.) - Refractory carbides, - Studies in Soviet Science, Consultants bureau, New-York, ISBN 0-306-10900-X (1974).
-
(4) - GASCH (M.J.), ELLERBY (D.T.), JOHNSON (S.M.) - Handbook of Ceramic Composites – Chap. 9. Ultra High Temperature Ceramic Composites, - Ed. N.M. Bansal, Kluver Acad Publis., New-York 197-224 (2005).
-
(5) - LI (F.), HUANG (X.), ZHANG (G.-J.) - Recent Applications in Sol-Gel Synthesis – Chap. 3 Preparation of ultra-high temperature ceramics-based materials by sol-gel routes, - Ed. Usha Chandra Intech Open, ISBN 978-953-51-3246-2 39-61 (2017).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Agence spatiale européene (ESA)
« Basic research needs for Materials under Extreme Envvoironments », Édité par J. Wadsworth, G.W. Crabtree et R. J. Hemley, Office of Basic Energy Sciences, Department of Energy, février 2008.
http://www.sc.doe.gov/bes/reports/files/MUEE_rpt.pdf
HAUT DE PAGE
« Ultra-High Temperature Ceramics : Materials For Extreme Environment Applications »
ECI Conference Series, 3-8 Août 2008, Lac Tahoe, Californie, USA
E.J. Wuchina, Naval Surface Warfare Center (États-Unis) et A. Bellosi, CNR-ISTEC (Italie).
« Ultra-High Temperature Ceramics : Materials For Extreme Environment Applications II »
ECI Conference Series, 13-18 Mai 2012, Hernstein, Autriche
W. Fahrenholtz, Université du Missouri, W. Lee, Imperial College Londres, E.J. Wuchina, Naval Service Warfare Center et Y. Zhou, Aerospace Research Institute
Articles à télécharger : http://dc.engconfintl.org/uhtc/
« Ultra-High Temperature Ceramics : Materials For Extreme Environment Applications III »
ECI Conference Series, 12-16 Avril 2015, Outrigger Surfer’s Paradise, Gold Coast, Australie
G. Franks...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Verres et céramiques
(64 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE
1/ Quiz d'entraînement
Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.
2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Verres et céramiques
(64 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
