TEMPÉRATURES PHYSICO-CHIMIE DES HAUTES

Le choix d'un matériau, pour une utilisation à température élevée, résulte toujours d'un compromis entre ses différentes propriétés physiques et chimiques.

Les propriétés mécaniques sont très souvent celles auxquelles il faut veiller, car elles s'effondrent toujours bien au-dessous de la température de fusion ; le graphite et le tungstène ont les meilleures propriétés au-delà de 2 000 ⁰C. Ce sont les déformations plastiques, et éventuellement le fluage, qui abaissent la résistance mécanique aux hautes températures, même pour les matériaux fragiles qui ne sont pas ductiles aux températures moyennes. Pour les matériaux polyphasés, comme les céramiques industrielles, le fluage est souvent lié à la présence d'une phase vitreuse ou même fusible. Les corps fragiles ont une faible résistance à la traction mais peuvent présenter un excellent comportement à la compression et au choc mécanique : c'est le cas de l'alumine. Ils sont, par contre, très sensibles aux chocs thermiques lorsqu'ils sont mauvais conducteurs de la chaleur : un gradient de température provoque une contrainte mécanique d'autant plus forte que la dilatation est plus grande, et le gradient de température est d'autant plus élevé dans une pièce que la conductivité thermique est faible ; les matériaux à caractère métallique résistent bien, mais les autres ont une faible conductivité thermique aux hautes températures et, s'ils ne sont pas « plastiques », ils ne résistent pas aux contraintes de tension. La silice, qui a une très faible dilatation, est un des meilleurs matériaux non métalliques ; les matériaux denses, utilisés pour des pièces étanches, sont les plus sensibles.

Matériaux : résistance à la rupture

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Résistance à la rupture de quelques matériaux… 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Conductivité thermique de solides

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Conductivité thermique de quelques solides… 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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La conductivité thermique d'un matériau dépend beaucoup de sa porosité, et les bonnes isolations sont généra[...]