L’oxyde d’aluminium blanc (Al₂O₃) est un excellent choix pour une couche anti-usure grâce à sa dureté élevée, son inertie chimique et sa stabilité thermique. Voici une description détaillée de ses propriétés et de ses applications dans les revêtements anti-usure :
Principales propriétés de l’oxyde d’aluminium blanc pour la résistance à l’usure
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Dureté élevée (Mohs 9) – Résiste mieux à l’abrasion et à l’érosion que de nombreux métaux et polymères.
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Inertie chimique – Résiste à la corrosion causée par les acides, les alcalis et les environnements oxydants.
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Stabilité thermique – Maintient la résistance à des températures élevées (jusqu’à ~1 800 °C).
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Faible porosité – Lorsqu’il est correctement fritté ou projeté au plasma, il forme une couche protectrice dense.
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Isolation électrique – Utile dans les applications nécessitant une protection contre l’usure non conductrice.
Applications courantes
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Revêtements par projection thermique (plasma ou HVOF) pour machines industrielles, pompes et turbines.
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Revêtements résistants à l’abrasion dans les trémies, les goulottes et les pipelines manipulant des matériaux abrasifs.
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Plaques d’usure et outils de coupe – Utilisés comme revêtement pour prolonger la durée de vie.
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Armure en céramique et protection balistique – En raison de sa dureté et de sa résistance aux chocs.
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Rouleaux et guides industriels – Protège contre les frottements et l’usure.
Méthodes d’application
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Projection plasma – Produit un revêtement dense et bien adhérent pour les environnements à forte usure.
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HVOF (High-Velocity Oxygen Fuel) – Offre une force de liaison supérieure et une faible porosité.
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Frittage – Utilisé pour les composants en céramique nécessitant une intégrité structurelle.
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Revêtements Sol-Gel – Couches minces et uniformes pour des applications de précision.
Comparaison avec d’autres matériaux résistants à l’usure
| Matériel | Dureté (Mohs) | Température maximale (°C) | Idéal pour |
|---|---|---|---|
| Al₂O₃ blanc | 9 | ~1 800 | Abrasion, corrosion |
| carbure de chrome | 8,5 | ~1 100 | Usure par glissement |
| carbure de tungstène | 9-9,5 | ~1 200 | Abrasion extrême |
| carbure de silicium | 9,5 | ~1 600 | Chimique + usure |
Limites
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Fragilité – Sujet à la fissuration sous l’impact, sauf s’il est combiné avec des agents de durcissement (par exemple, ZrO₂).
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Préparation du substrat requise – Nécessite un grenaillage approprié pour l’adhérence lors de la projection thermique.
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Coût – Plus cher que certaines solutions d’usure à base de polymère, mais plus durable.
Améliorations
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Al₂O₃-TiO₂ (13 % TiO₂) – Améliore la ténacité pour la résistance aux chocs.
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Al₂O₃-ZrO₂ – Améliore la ténacité à la fracture pour les applications à fortes contraintes.
Conclusion
L’oxyde d’aluminium blanc est idéal pour les applications exigeant une résistance élevée à l’usure, une stabilité thermique et une inertie chimique . Pour les impacts extrêmes, les revêtements composites (par exemple, Al₂O₃-TiO₂) peuvent être préférables.