Partager cette page par mail Adhésif haute température en magnésie
Conseils de mise en œuvre des adhésifs, ciments, revêtements céramiques haute température jusqu'à 3000°C.
Les ciments sont livrés sous forme d'oxydes pulvérisés – SiO2, Al2O3, ZrO2, MgO, Mica, etc… – que l'on mélange à un liant (eau, sol-gel, solvant, …) pour obtenir une pâte ou sont livrés prêts à l'emploi. Ces pâtes sèchent, soit à température ambiante, soit par chauffage à plus haute température. Elles permettent le collage, le revêtement, la fabrication de moules et de récipients pour la métallurgie.
Les adhésifs céramiques de Cotronics® ont été créés pour réaliser des collages céramique-céramique, céramique-métal, céramique-verre ou céramique-plastique, nécessaires en recherche-développement, en électronique, en métallurgie ou pour les applications industrielles, nucléaires, etc… Leurs applications comprennent les composants et équipements électroniques, les équipements haute-fréquence, les lampes, les moules, les pompes à vide, les thermocouples, etc…
Les adhésifs de la série 900 offre des paramètres excellents de stabilité à haute température, de résistance diélectrique élevée, de propriétés mécaniques de haut niveau et supportent bien les chocs thermiques. Ces adhésifs résistent aux métaux en fusion, aux atmosphères dures, réductrices comme oxydantes, à la plupart des solvants et aux produits chimiques. Ils ont une température d’utilisation en régime continu de 1650°C.
Suivant le type, les adhésifs sont livrés en poudre qu'il faut mélanger à de l'eau ou à un liant inorganique spécifique, ou bien en pâte prête à l'emploi. Souvent ces pâtes sont utilisées telles quelles, après une bonne agitation préalable. L'application peut se faire au pinceau, à la spatule, ou au tampon. Pour bâtir des revêtements épais, on procédera par sous couches minces, d'environ ½ mm à chaque application, en laissant sécher entre chaque couche.
Les adhésifs céramiques autorisent :
-
Les collages : céramique sur céramique / céramique sur métal / céramique sur verre / métal sur métal / métal sur verre / etc…
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La protection et l’étanchéification pour le chauffage d’éléments poreux.
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La mise à l'abri de pièces soumises à corrosion, oxydation, agressions chimiques…
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L’amélioration de contacts électriques subissant de hautes températures (par exemple sur les lampes xénon).
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La réparation de creusets de fusion de métaux.
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Toute application où les collages, les récipients, les revêtements doivent supporter des températures élevées.
Ciments magnésie MgO
Resbond® 906
Grande dilatation thermique, 1650°C : adhésif à base d’oxyde de magnésium, il est conseillé pour coller les aciers, l’aluminium, le laiton, le cuivre et tous les métaux à fort coefficient de dilatation.
Ses qualités mécaniques lui permettent d’absorber les contraintes dimensionnelles dues aux températures élevées. Il est livré en pâte et il durcit à température ambiante. Ses qualités finales sont considérablement améliorées par un recuit à 120°C minimum. Sa température maximale d'utilisation est de 1650°C. Le liant 906T permet de modifier sa viscosité avant emploi.
Resbond® 919
Forte résistance diélectrique, 1530°C : pour cette céramique utilisable à température ambiante pour moulage, scellement, revêtement ou collage. Réalisé avec de la magnésie MgO, sa constante diélectrique de 270 V/mm en fait le meilleur matériau de moulage et de collage pour les applications électriques.
Caractéristiques principales
- Solidité mécanique
- Caractéristiques diélectriques élevées et stables dans le temps, à froid comme à chaud
- Son excellente tenue aux tests de résistance mécanique, rend ce ciment spécialement adapté à la fabrication d’isolateurs pour résistances électriques.
Conseils d'utilisation
Mélanger la poudre avec de l’eau distillée, que l’on introduit progressivement dans la poudre de magnésie afin d’étaler l’effet thermique, la température ne doit pas dépasser 35°C. Les proportions optimales d’eau sont de 13 à 15%. La proportion exacte évolue en fonction de l’hygrométrie ambiante et des conditions possible de dégazage. L’adhésif est susceptible de sécher 24 heures à température ambiante. Toutefois nous vous conseillons d’opter pour une cuisson au four à 120°C pendant 4 heures.
Le tableau ci-dessous donne sa résistance électrique en fonction de la température :
Données techniques des ciments magnésie MgO
|
Adhésif Ciment HT° |
906 |
919 |
|
|
T° max |
°C |
1650 |
1530 |
|
Composants |
2 |
2 |
|
|
Consistance |
Pâte |
Pâte |
|
|
Charge |
MgO |
MgO |
|
|
Résistance Compression |
N/mm² (20°C) |
20,7 |
31 |
|
Résistance Flexion |
N/mm² (20°C) |
10,3 |
3,1 |
|
Conduct. Thermique |
W/mK |
5,76 |
0,57 |
|
Dilatation thermique |
x 10-6 K-1 |
12,6 |
4,7 |
|
Rigidité diélectrique |
kV/mm |
9,75 |
0.27 |
|
Résistivité |
Ω.cm |
109 |
1011 |
|
Ratio mélange |
Poudre - Liant |
100 - 42 |
100 -13 |
|
Polymérisation |
Tamb |
24h |
24h |
|
Polymérisation |
°C |
- |
4h @ 120°C |
|
Post cuisson |
°C |
120°C mini |
- |
Resbond® 906 Adhésif magnésie
Resbond® 906T Liant magnésie
Resbond® 919 Adhésif magnésie
FAQ qui peuvent vous aider dans cette catégorie
Le choix dépend principalement de la température et des contraintes mécaniques.
Les résines époxy haute température de Final Advanced Materials sont généralement limitées entre 150 et 350 °C, avec une bonne résistance mécanique (cisaillement typique 10–30 MPa) et une certaine élasticité.
En revanche, les colles céramiques proposées par Final Advanced Materials fonctionnent jusqu’à 2 200 °C selon les grades (alumine, zircone, silicate, silice). Elles offrent une excellente tenue thermique mais restent fragiles (comportement cassant, pas d’élasticité).
Pour des assemblages soumis à la dilatation différentielle ou à la vibration, l’époxy est largement préférable si la température maxi de l’application le permet. En revanche, pour des environnements extrêmes (four, vide, atmosphère réductrice) qui dépassent 350 °C, c’est la colle céramique qu’il faut choisir.
Les ciments céramiques distribués par Final Advanced Materials présentent des températures maximales d’utilisation comprises entre 650 °C et 2 200 °C. Par exemple, les formulations à base d’alumine atteignent couramment 1 650–1 760 °C en atmosphère oxydante. En revanche, les systèmes silicatés sont limités autour de 1 000–1 200 °C.
La température d’utilisation maximale réelle dépend fortement de l’environnement (air, vide, gaz inerte), du temps d’exposition à cette température et du cycle thermique (rampe, choc thermique). A savoir : les adhésifs céramiques chargés métaux que propose Final Advanced Materials ne résistent que jusqu’à la température maxi de la charge (650 °C par exemple pour de la poudre d’aluminium).
Oui, Final Advanced Materials propose des résines époxy chargées en argent, nickel ou graphite présentant une conductivité électrique (résistivité typique 10⁻⁴ à 10⁻³ Ω·cm) permettant de remplacer une soudure. Cependant, leur tenue thermique reste limitée à 150–250 °C en température continue, voire 300 °C en température de pointe avec une polymérisation à chaud. Au-delà, la matrice organique se dégrade (oxydation, pyrolyse).
Attention : les colles céramiques chargées métal (nickel, aluminium ou inox) de Final Advanced Materials ne conviennent pas pour des applications nécessitant conductivité électrique et résistance à haute température (> 350 °C) puisque leur conductivité électrique est beaucoup trop faible.
L’assemblage céramique/métal impose de gérer des coefficients de dilatation thermique (CTE) souvent très différents.
Final Advanced Materials recommande des ciments céramiques à base d’alumine, silice ou zircone pour des températures > 350 °C, capables d’adhérer sur les métaux de manière générale et tout type de céramique.
Pour des applications intermédiaires (≤ 350 °C), une résine époxy chargée poudre d’alumine permet d’absorber les contraintes thermiques et conviendra bien aux différentiels de dilatations. L’épaisseur de joint doit rester entre 100–300 µm pour limiter les contraintes. Un prétraitement de surface (sablage, dégraissage, …) améliore fortement l’adhérence et est indispensable si les CTE sont très différents.
Les adhésifs Cotronics distribués par Final Advanced Materials présentent des cycles variables.
Pour un ciment, le séchage initial s’effectue à température ambiante en 2 à 24 h selon la viscosité et l’épaisseur. Un post-traitement thermique est possible pour qu’ils atteignent leurs propriétés optimales après cuisson. Un séchage trop rapide peut induire fissuration ou porosité dans le ciment.
Pour les adhésifs époxy de Final Advanced Materials, il faut respecter une polymérisation à température ambiante pour celles qui résistent à 260 °C. Pour les produits qui résistent à plus de 300 °C, il faut passer par une polymérisation à chaud.