Chimie du solide: 1.3.4-1

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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 :

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) ...

Les trois types de liaison

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.