PROPRIÉTÉS ET STRUCTURE DES CÉRAMIQUES



Définir... La structure et la composition des céramiques techniques

Les céramiques traditionnelles, destinées aux créations artisanales ou artistiques, sont connues depuis l'Antiquité. Ce n'est que
plus récemment que l'industrie s'est intéressée aux céramiques pour créer des matériaux aux propriétés physiques spécifiques :
mécaniques, électriques, magnétiques, optiques, piézoélectriques, ferroélectriques, supraconductrices ...
Ces céramiques, dites techniques, peuvent être classées en trois catégories en fonction de leur composition :

les oxydes métalliques : Al2O3, BeO, Fe3O4, SiO2, ZrO2 ...
les non-oxydes : carbures (SiC, W2C, TaC ...), borures (CaB6, HfB2, TiB2 ...), nitrures (AlN, BN, TaN...),
   siliciures (MoSi2, TiSi2, WSi2) ...
composites d'oxydes et non-oxydes.

Si de nombreuses céramiques sont composées uniquement de deux éléments, d'autres comprennent trois ou quatre éléments voire
plus : carbure de tungstène-cobalt (WC-Co), cuprate de lanthane-strontium (LaSrCuO) ...

Dans les céramiques, les liaisons sont
de type ionocovalente.

Dans une liaison ionique, les électrons restent attachés à
un atome, celui de l'ion négatif. Dans une liaison covalente les électrons sont partagés entre les deux atomes.
Pour une liaison ionocovalente, les électrons sont
partagés dans les liaisons mais la probabilité de les
rencontrer préférentiellement prés de l'un des atomes est
plus élevée. La proportion de liaisons ioniques et de
liaisons covalentes dépend de la différence
d'électronégativité entre les éléments constitutifs.
Plus cette différence est grande, plus le caractère ionique est important. Par exemple la fluorite, CaF2, est ionique à
89% (électronégativités : Ca = 1; F = 3,98; Δ = 2,98), alors que
le carbure de silicium, SiC, n'est ionique qu'à 12%
(électronégativités : Si = 1,9; C = 2,55; Δ = 0,65).
Le caractère ionocovalent des liaisons conduit à des structures cristallines de géométrie compacte et étendue.

                                          Les trois types de liaison

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Chimie du solide                          Relations structure-propriétés                           Exercices
Pr Robert Valls & Dr Richard Frèze                                                                                                                                               robert.valls@univ-amu.fr