L'alumine est le matériau céramique avancé le plus couramment utilisé. Elle est largement utilisée dans l'ingénierie manufacturière et les appareils électroménagers. C'est un matériau céramique économique doté de propriétés exceptionnelles.
Les propriétés les plus importantes de l'alumine sont une dureté extrême, un point de fusion élevé, une densité élevée, une conductivité thermique élevée, une excellente capacité d'isolation et l'inertie.
Cet article vous aidera à comprendre en détail toutes les propriétés de l'alumine. Commençons.
Qu'est-ce que l'alumine ?
Examinons rapidement ce qu'est l'alumine avant de révéler ses propriétés. Cela vous aidera à mieux comprendre ses propriétés.
L'alumine est un matériau céramique populaire connu sous le nom d'oxyde d'aluminium (Al2O3) ou d'alcoxyde.
Les matières premières de l'alumine sont le rubis et le saphir, présents dans la nature. Cette alumine brute est traitée selon un procédé appelé procédé Bayer.
Il est ensuite utilisé dans diverses industries comme élément céramique pour fabriquer différents articles.
Quelles sont les propriétés importantes de l’alumine ?
L'oxyde d'aluminium, ou alumine, possède plusieurs propriétés particulières qui en font un matériau céramique largement utilisé. Voici les propriétés les plus importantes de l'alumine.
1.Point de fusion élevé : L'alumine céramique a un point de fusion d'environ 2072 °C (degrés Celsius). Elle peut supporter des températures extrêmes pour ce point de fusion élevé.
Un point de fusion élevé correspond à la chaleur nécessaire pour faire fondre un matériau de l'état solide à l'état liquide. En général, tout matériau dont la température de fusion est supérieure à 700 °C est considéré comme ayant un point de fusion élevé.
Pour cette raison, la céramique d'alumine d'ingénierie industrielle est largement utilisée dans les fours et les fours.
2.Densité: L'alumine a une densité élevée d'environ 3,9 g/cm3.
La masse volumique d'un matériau est définie comme sa masse en grammes divisée par son volume en centimètres cubes. L'unité de mesure est donc le gramme/centimètre cube, ou g/cm³. Elle indique que la masse volumique d'un matériau est inversement proportionnelle à son volume.
La céramique d'alumine est une particule fine dont la structure est dépourvue d'espace creux, ce qui lui confère une densité plus élevée. Elle est donc utilisée dans la fabrication d'équipements abrasifs.
3.Dureté: L'alumine céramique est le deuxième matériau le plus dur après le diamant avec une échelle de Mohs de 9. L'échelle de Mohs est une unité de mesure de dureté allant de 1 à 10. Le nom de l'unité est tiré du minéralogiste allemand Friedrich Mohs.
Cependant, la dureté désigne la capacité d'un matériau à résister à la déformation. L'alumine céramique industrielle résiste aux rayures et aux chocs.
Le diamant seul permet de créer des rayures sur les composants en céramique d'alumine. Aucun autre matériau ne peut l'endommager.
4.Résistance à la compression : L'alumine a une résistance à la compression de 3 000 MPa (mégapascal). Le mégapascal est l'unité de mesure de pression la plus utilisée en sciences et en ingénierie.
Un MPa (mégapascal) = un million de pascals.
La résistance à la compression désigne la capacité d'un matériau à absorber les contraintes. C'est la propriété mécanique la plus essentielle des matériaux durs de structure.
L'alumine peut résister à la décomposition dans des états de compression élevés pour une résistance à la compression élevée.
5.Résistance à la corrosion : L'alumine est très résistante à la corrosion et à l'usure. La résistance à la corrosion est la capacité d'un matériau à résister à la détérioration et à la dégradation chimique en milieu corrosif.
La corrosion est un dommage généralement dû à l'oxydation et à des réactions chimiques. Lors du choix d'un matériau pour la fabrication de produits résistants à la corrosion, il est essentiel de privilégier un matériau offrant une résistance élevée à la corrosion.
L'oxyde d'aluminium est donc utilisé pour fabriquer des corps de pompe, des roues de pompe, des protège-fils, des dosimètres, etc.
6.Résistance chimique : L'Al₂O₃ (alumine) est résistant aux réactions chimiques. Il n'intervient pas dans les réactions chimiques, même dans les environnements chimiques hautement réactifs.
La résistance chimique est définie comme la capacité d'un matériau à résister à toute réaction chimique. L'Al₂O₃ ne provoque pas de réactions chimiques, même au contact d'acides, de bases et d'alcalis hautement réactifs.
Al2O3 est un matériau populaire pour les industries de la santé, de l'aérospatiale et de l'automobile en raison de cette propriété.
7.Résistance électrique : L'alumine céramique présente une résistance électrique élevée, d'environ 1 × 10^14 ohm-centimètre (Ω-cm). En revanche, sa conductivité électrique est très faible à haute température et fréquence. Elle peut entraver le flux électrique et compromettre la sécurité électrique.
L'alumine peut également prévenir les pertes d'énergie liées à ce caractère résistif. C'est pourquoi les composants céramiques en alumine trouvent de nombreuses applications dans les domaines électrique et électronique.
Les plaques en céramique d'alumine sont les éléments essentiels des transformateurs, des lignes électriques et des appareillages de commutation, qui sont les équipements vitaux des systèmes de production et de distribution d'électricité.
Une autre utilisation populaire de l’alumine est dans les cartes de circuits électroniques et les substrats pour créer une séparation entre les éléments conducteurs.
Il a également des applications dans la production de bougies d’allumage, d’éléments chauffants, de fours à micro-ondes et de systèmes radar.
8.Rigidité diélectrique : L'alumine présente une rigidité diélectrique élevée de 400 kV/mm³. « CA » et « KV » correspondent à des kilovolts de courant alternatif. La rigidité diélectrique est définie comme la tension maximale appliquée au matériau avant sa rupture, divisée par son épaisseur en millimètres.
Il s'agit de la mesure de la rigidité diélectrique de toute substance isolante. Plus la rigidité diélectrique d'un matériau est élevée, plus sa capacité d'isolation électrique est élevée.
FAQ
Quelles sont les propriétés physiques de l’alumine ?
Les propriétés physiques de l'alumine sont l'apparence, la couleur, la taille et la forme des grains, la pureté et la dureté.
L'alumine est-elle céramique ?
Oui, l’alumine est une céramique populaire.
Comment définir l’alumine ?
L'alumine est un matériau solide cristallin composé de différentes roches et argiles. C'est l'un des matériaux céramiques les plus performants utilisés dans la fabrication de semi-conducteurs, de substrats électroniques, de pièces automobiles, etc.
La composition chimique de l'alumine est de deux atomes d'aluminium et de trois atomes d'oxygène. Sa formule est donc Al₂O₃.
Quelles sont les propriétés mécaniques de l'alumine ?
Les propriétés mécaniques de l'alumine sont la résistance mécanique, la dureté, la résistance à la compression, la résistance à la corrosion, la ductilité, l'élasticité et la résistance à l'usure.
Quelle est l’importance de l’alumine ?
L'alumine céramique est également connue comme un matériau céramique industriel avancé. Son impact est considérable sur la fabrication d'équipements et de machines industriels et techniques modernes. C'est un élément céramique écologique et économique.
L'alumine est l'élément clé des bases de circuits électriques, des capteurs, des transformateurs, des appareillages de commutation, des tubes laser, des tubes thermocouples, des blindages balistiques, du verre pare-balles, etc.
Quelles sont les propriétés électriques de l'alumine ?
Les propriétés électriques de l'alumine font référence à une résistivité élevée, une rigidité diélectrique élevée et une faible conductivité.
Quelles sont les propriétés chimiques de l’alumine ?
L'inertie, la résistivité chimique et l'amphotère sont les propriétés chimiques de base de l'alumine.
En résumé sur les propriétés importantes de l'alumine :
Connaître les propriétés importantes de l'alumine vous aidera à exceller dans vos domaines professionnels. La connaissance des différentes propriétés de l'alumine est essentielle à son application en tant qu'élément céramique technique.
Cette compétence vous guidera tout au long de la fabrication et de l’utilisation de produits de qualité supérieure avec de l’alumine céramique.
Nous espérons que vous avez apprécié la lecture de cet article. Merci.