Industrie de la céramique

Les performances des matériaux céramiques, autrement dit la résistance mécanique du produit final, dépendent des propriétés physiques du matériau en poudre et du slurry dispersé (barbotine).

Les distributions de tailles de particules entrant dans la composition des céramiques et leur courbes d'écoulement sont particulièrement importantes. La taille des particules définit le temps et la température requis pour atteindre une pleine densité lors du frittage (des particules plus fines nécessitent des temps de frittage moins longs).

Il existe également une relation directe entre la taille des particules et la taille des pores observées dans le corps vert. Les grosses particules tendent à se coller inefficacement, ce qui entraîne des pores de grandes dimensions. Ces pores ne disparaissent pas lors du frittage, ce qui réduit la résistance du produit final. Le compactage peut être amélioré en réduisant la taille des particules. L'utilisation de poudres de céramique polydispersées peut également être avantageuse, car les petites particules présentes dans ces poudres remplissent les vides entre particules plus grosses, ce qui réduit la taille générale des pores. Enfin, la présence de gros agglomérats doit être évitée pour empêcher des défauts lors du frittage, car les grains agglomérés tendent à croître plus rapidement que les particules bien dispersées, ce qui réduit encore la résistance du produit cuit. La mesure des courbes d'écoulement des barbotines est un bon indicateur de leur stabilité et de leur taux d'agrégation.

Malvern Instruments est un fournisseur de l'industrie céramique car la mesure des tailles des particules et le comportement rhéologique ont besoin d'être caractérisés sur une large plage dynamique. Les techniques sont sensibles à la présence de grosses particules et d'agglomérats. Elles détectent également de faibles variations dans la distribution des tailles. Cela permet un contrôle plus rigoureux du produit et garantit la qualité de la céramique finale.

Stabilité des suspensions

En contrôlant la stabilité des suspensions, il est possible d'éviter les agglomérats, qui entraînent des vides dans le corps vert. La stabilité peut être obtenue par stabilisation électrostatique ou stérique. La stabilisation stérique requiert l'ajout de polymères dans la pâte, ce qui peut entraîner un retrait lors de la cuisson du produit. La stabilisation des charges demande un contrôle minutieux du pH et de la conductivité de la suspension lors de la dispersion et du traitement final. En mesurant le potentiel zêta et le comportement viscoélastique, les conditions optimales de la dispersion peuvent être déterminées pour une barbotine donnée.