Céramiques ultra-réfractaires : Dossier complet | Techniques de l’Ingénieur

S'inscrire aux newsletters

Article précédent

Céramiques réfractaires

Article de référence | Réf : N4810 v1

Logo doc&quiz ARTICLE INTERACTIF

Céramiques ultra-réfractaires

Auteur(s) : Marianne BALAT-PICHELIN

Date de publication : 10 sept. 2018

Relu et validé le 29 sept. 2021

Article suivant

Matrices céramiques pour conditionnements spécifiques

Cet article fait partie de l’offre

Verres et céramiques (58 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète et actualisée d'articles validés par des comités scientifiques

Un service Questions aux experts et des outils pratiques

Des Quiz interactifs pour valider la compréhension et ancrer les connaissances

ABONNEZ-VOUS

Quitter la lecture facile

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 l’article

ABSTRACT

Ultra-High Temperature Ceramics (UHTC)

Ultra-High-Temperature Ceramics (UHTCs) are materials that withstand temperatures above 2000 °C. These materials are being strongly developed in several countries for applications in the fields of space (heat shields for vehicles), energy (propulsion, solar, nuclear, etc. and more generally wherever very high temperatures are present. Depending on the environment encountered (strong oxidant, reducing agent, etc.), the choice of a ceramic will be made according to its resistance over time, and so its properties in use are very important to know. In this article, some examples are presented for different fields of application.

Auteur(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.

Lire l’article

MOTS-CLÉS

céramiques | Solaire | hautes températures | boucliers thermiques

KEYWORDS

ceramics | solar | high temperatures | thermal shields

PERMALIEN

https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/materiaux-th11/ceramiques-applications-42695210/ceramiques-ultra-refractaires-n4810/

RÉFÉRENCE BIBLIOGRAPHIQUE

Exportez la référence bibliographique

Lire l’article

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.

Obtenez CerT.I., la certification
de Techniques de l’Ingénieur ! Acheter le module

Lire l'article

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

1 Sites Internet

Agence spatiale européene (ESA)

https://spacesolutions.esa.int/technology-transfer/esa-broker-italy/technology/ultra-high-temperature-ceramics-uhtc-coatings

« 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

2 Évènements

« 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...

Lire l’article

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.

Accédez au Quiz 1
Accédez au Quiz 2
Accédez au Quiz 3

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 %.

TEST DE VALIDATION

DÉTAIL DE L'ABONNEMENT :

TOUS LES ARTICLES DE VOTRE RESSOURCE DOCUMENTAIRE

Accès aux :

Articles et leurs mises à jour

Nouveautés

Archives

Articles interactifs

Formats :

HTML illimité

Versions PDF

Site responsive (mobile)

Info parution :

Toutes les nouveautés de vos ressources documentaires par email

DES ARTICLES INTERACTIFS

Articles enrichis de quiz :

Expérience de lecture améliorée

Quiz attractifs, stimulants et variés

Compréhension et ancrage mémoriel assurés

DES SERVICES ET OUTILS PRATIQUES

Questions aux experts

Les meilleurs experts techniques
et scientifiques vous répondent

Articles Découverte

La possibilité de consulter des
articles en dehors de votre offre

Dictionnaire technique multilingue

45 000 termes en français, anglais,
espagnol et allemand

Votre site est 100% responsive,
compatible PC, mobiles et tablettes.

FORMULES

	Formule monoposte	Autres formules
Ressources documentaires
Consultation HTML des articles	Illimitée	Illimitée
Quiz d'entraînement	Illimités	Illimités
Téléchargement des versions PDF	5 / jour	Selon devis
Accès aux archives	Oui	Oui
Info parution	Oui	Oui

Services inclus
Questions aux experts (1)	4 / an	Jusqu'à 12 par an
Articles Découverte	5 / an	Jusqu'à 7 par an
Dictionnaire technique multilingue	Oui	Oui
(1) Non disponible pour les lycées, les établissements d’enseignement supérieur et autres organismes de formation.
	Formule 12 mois monoposte 690 € HT	Autres formules (Multiposte, pluriannuelle) DEMANDER UN DEVIS