Propriétés physiques de la zircone
Zircone - Céramique fonctionnelle

La zircone possède un certain nombre de propriétés intéressantes. Outre les propriétés mécaniques déjà présentées dans le paragraphe précédent (voir tableau 3), la zircone s'avère être un matériau qui possède une très faible conductivité thermique par rapport à la plupart des autres oxydes (figure 10). Cette propriété est mise à profit dans le cas des barrières thermiques qui protègent les surfaces métalliques des composants de turbomoteurs contre les gaz à haute température ; la zircone permet d'isoler thermiquement ces surfaces métalliques. Des études récentes montrent que les zircones cubiques sont généralement les meilleurs isolants thermiques, et que l'utilisation d'ions hétérovalents de taille importante comme, par exemple, La³⁺ permet d'abaisser au maximum la conductivité thermique .

En ce qui concerne la dilatation thermique, la zircone monoclinique pure présente un coefficient de dilatation linéaire d'environ 7,5.10⁻⁶ K⁻¹   . Mais dès lors que la zircone est stabilisée, ce coefficient de dilatation thermique augmente : il est d'environ 10.10⁻⁶ K⁻¹ pour des zircones partiellement stabilisées , et peut atteindre 13.10⁻⁶ K⁻¹ pour des zircones totalement stabilisées.

Une autre propriété intéressante de la zircone stabilisée est sa forte conductivité ionique qui est d'autant plus élevée que la zircone se trouve sous forme cubique. Ceci s'explique par une quantité alors importante de lacunes d'oxygène. Cette contribution « ionique » permet alors d'augmenter la conductivité électrique globale pour les zircones stabilisées. Cette forte conductivité ionique des zircones cubiques s'illustre notamment par un changement de coloration de la zircone lorsqu'elle est soumise à un champ électrique à haute température, sous atmosphère neutre. Dans ce cas, l'oxygène diffuse par mécanisme lacunaire sous l'effet du champ électrique, et « sort » de la zircone à cause de la faible pression d'oxygène présente dans le milieu gazeux externe. Ceci conduit à une augmentation de la concentration en lacunes anioniques, et, en...