Des chercheurs de la Central South University, en collaboration avec China Tobacco Hunan Industrial Co., Ltd., ont publié une nouvelle recherche révolutionnaire dévoilant les effets significatifs de l'oxyde de magnésium (MgO) et du carbonate de calcium (CaCO₃) sur les performances des céramiques d'alumine poreuse. L'étude, intitulée « Effets des minéralisateurs d'oxyde de magnésium et de carbonate de calcium sur les performances des céramiques d'alumine poreuse », est présentée dans le numéro d'août 2023 de Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy.
Les céramiques d'alumine poreuse sont essentielles dans de nombreuses industries de haute technologie, notamment l'aérospatiale, la fonderie, l'isolation et la fabrication avancée, en raison de leur résistance aux hautes températures, de leur résistance à la corrosion et de leur résistance mécanique. Cependant, l'optimisation des performances et de l'efficacité de traitement de ces céramiques reste un défi majeur en science des matériaux.
L'équipe de recherche a exploré systématiquement comment l'ajout de différentes quantités d'oxyde de magnésium et de carbonate de calcium en tant que minéralisateurs pendant le processus de frittage influence les propriétés clés des céramiques d'alumine poreuse. Leurs expériences ont démontré que le MgO et le CaCO₃ réduisent significativement le taux de retrait au frittage et la densité, tout en augmentant considérablement la porosité et l'efficacité de dissolution — des facteurs critiques dans l'élimination des noyaux céramiques industriels et les performances des matériaux.
Plus précisément, l'ajout d'oxyde de magnésium a conduit à des échantillons qui pouvaient être complètement dissous dans une solution alcaline en seulement 24 heures, surpassant les échantillons à base de carbonate de calcium et de dioxyde de titane seuls. Le carbonate de calcium a montré qu'il améliorait encore la porosité apparente. L'étude a également révélé qu'augmenter le temps de maintien du frittage améliorait davantage la densité et la résistance mécanique des céramiques.
Le professeur Jing Ouyang, auteur principal de l'étude, souligne : « Nos découvertes fournissent des informations importantes pour ajuster la structure et les performances des céramiques d'alumine poreuse. L'utilisation d'oxyde de magnésium et de carbonate de calcium comme minéralisateurs peut directement résoudre les goulots d'étranglement de fabrication, tels que l'amélioration de l'efficacité de dissolution et le contrôle du retrait. »
Cette recherche fait non seulement progresser la compréhension académique, mais fournit également des stratégies pratiques pour l'élimination efficace des noyaux céramiques et le développement de céramiques d'alumine poreuse de haute performance de qualité industrielle. L'étude a été soutenue par la National Natural Science Foundation of China et d'autres organismes de financement.
Référence :
CHEN Guang, WANG Wei, LIANG Lixing, PENG Yonghui, ZHOU Wentao, OUYANG Jing, WANG Zhiguo. Effets des minéralisateurs d'oxyde de magnésium et de carbonate de calcium sur les performances des céramiques d'alumine poreuse [J]. Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy, 2023, 28(4): 347-360. DOI : 10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2023028
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