• Ingénierie: un nouveau matériau céramique, inspiré de la nacre des ormeaux et près de dix fois plus tenace qu'une céramique classique, a été obtenu!____¤201403

     

    Des travaux, dont les résultats ont été publiés dans la revue Nature Materials, ont permis d'obtenir un nouveau matériau céramique, inspiré de la nacre des ormeaux, près de dix fois plus tenace qu'une céramique classique.

     

    La ténacité, qui correspond à «la capacité d'un matériau à résister à la rupture en présence d'une fissure», est considérée comme la faiblesse principale des céramiques.

     

    L'adjonction d'autres matériaux plus tenaces, métalliques ou polymères, pour lutter contre cette fragilité, a des inconvénients, car elle «s'accompagne généralement de limitations plus ou moins sévères», comme, par exemple, lors que des polymères sont rajoutés, puisqu'ils «ne résistent pas à des températures supérieures à 300°C, ce qui limite leur utilisation dans les moteurs ou les fours».

     

     

    Cependant, «dans la nature, il existe un matériau proche de la céramique qui est extrêmement tenace: la nacre qui recouvre la coquille des ormeaux et autres bivalves». Composée «à 95 % d'un matériau intrinsèquement fragile, le carbonate de calcium (l'aragonite)», la nacre possède pourtant, une forte ténacité, qui découle de la structure du «mortier composé de protéines», qui soude les briques de carbonate de calcium.

     

    Ce modèle a été reproduit avec comme «ingrédient de base», «une poudre céramique courante, l'alumine, qui se présente sous la forme de plaquettes microscopiques», qui a été mise en suspension dans de l'eau pour obtenir la structure lamellée de la nacre. Ensuite, «cette suspension colloïdale a été refroidie de manière à obtenir une croissance contrôlée de cristaux de glace».

     

    Il en résulte «un auto-assemblage de l'alumine sous forme d'un empilement de plaquettes». Le matériau final est obtenu par «une étape de densification à haute température».

     

     

    En raison du «fait qu'une fissure, pour se propager, doit contourner une à une les 'briques' d'alumine», cette nacre artificielle «est dix fois plus tenace qu'une céramique classique composée d'alumine».

     

    Ainsi, cette céramique, qui conserve ses propriétés à des températures d'au moins 600°C, «pourrait trouver une foule d'applications dans l'industrie et permettre d'alléger ou de réduire en taille des éléments céramiques des moteurs ou des dispositifs de génération d'énergie».

     

     

    Ce procédé de fabrication, semble à priori compatible avec une industrialisation sans surcoût notable par rapport aux méthodes déjà employées. De plus, comme ce procédé «n'est pas exclusif à l'alumine», n'importe quelle poudre céramique, «pour peu qu'elle se présente sous la forme de plaquettes, peut subir le même processus d'auto-assemblage».

     


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