Fibres en terre rare

Fibre et textiles en terres rares

Les produits en fibre céramique ou en terres rares sont le résultat d’une méthode unique développée par l’entreprise américaine Zircar Zirconia Inc. Le procédé Zircar reproduit la structure physique brute d'une fibre organique dans une structure en fibre céramique par microphagie. D’abord connue pour ses solutions textiles en zircone, Zircar Zirconia Inc. travaille également d’autres matériaux à l’aide du même procédé :

l'alumine
l'oxyde d'yttrium
l'oxyde de cérium
l'oxyde de hafnium
des oxydes de terres rares

Applications des fibres et textiles en terres rares

Industrie de synthèse des cristaux
Filtration de gaz chauds
Séparateur dans les batteries et piles à combustible haute température
Isolation thermique
Isolation électrique et électrochimique
Isolant infrarouge
Support de catalyseur

Caractéristiques générales des fibre et textiles en terres rares

Caractéristiques thermiques

Les produits en terres rares ont une résistance thermique extrêmement élevée avec une température de fusion dépassant les 2 000 °C. Ils ont une conductivité thermique extrêmement faible et une excellente résistance aux chocs thermiques.

Caractéristiques mécaniques

La grande dureté des terres rares en fait un matériau de choix pour le polissage. Elles sont néanmoins très malléables et ductiles et peuvent être utilisées de nombreuses façons. Ces produits sont très stables même à plus de 2 000 °C.

Caractéristiques chimiques

Les terres rares ont des propriétés chimiques très semblables. Le procédé Zircar assure une grande pureté de ses matériaux. Leur porosité est généralement supérieure à 90 %. Ils ont été conçus pour résister à des milieux extrêmement corrosifs. L’oxyde d’yttrium, par exemple, supporte aisément la majorité des métaux fondus, y compris le lithium et le titanium. Ne contenant pas de liants organiques, ces produits ne dégazent pas.

Caractéristiques électriques

Les terres rares sont conducteurs électriques.

Comparatif des fibres et textiles en terres rares

Propriété	Unité	AL	Y	ZO	CE
Tenue en température continue	°C	1 650	2 000	2 000	2 000
Tenue en température de pointe	°C	2 000	2 400	2 400	2 500
Point de fusion	°C	2 015	2 410	2 590	2 590
Retrait 1 h à 1 650 °C	%	7 - 15	9	0	6-9
Porosité apparente	%	88 - 97	93	-	90 - 96
Masse volumique apparente	g/cm³	0,13 - 0,49	0,37	-	0,27 - 0,69
Résistance à la traction	g/cm	49 - 116	198	-	18 - 34
Perte au feu 1 h à 950 °C	% du poids	1,4 - 3,8	5	0,34	0,3
Dégazage		Nul	Nul	Nul	Nul

Produits en fibre et textiles en terres rares

Fibres et textiles en alumine AL

Grâce au procédé Zircar, la fibre d'alumine ne comporte que d'infimes traces de silice (0,09 % en poids) alors que les fibres d'alumine sol-gel, plus communes, en contiennent 3 %. Cette pureté rend les produits AL plus stables en environnement hydrogéné. La fibre d’alumine dispose d'une excellente résistance aux chocs thermiques, d'une stabilité dimensionnelle élevée et d'une bonne inertie chimique, ce qui rend les produits en fibres d'alumine idéaux pour les cycles de cuisson rapide jusqu'à 1 700 °C.

Avantages :

99 % d’alumine
Faibles traces de silice
Inorganique
Faible conductivité thermique
Dégazage nul
Bonne résistance aux environnements extrêmement corrosifs et aux hautes températures
Dimensionnellement stable dans l’hydrogène

Applications :

Isolation de fours pour la fusion de verre
Isolation de fours pour les fibres optiques
Joints dans les piles à combustibles de type SOFC et PEM.
Isolation pour la calorimétrie

Données techniques :

Propriété	Unité	ALF-100	ALK-15
Composition	% du poids	Al₂O₃ : 99+ ZrO₂ & HfO₂ : 0,42 SiO₂: 0,09 CaO: 0,06	Al₂O₃ : 99+ ZrO₂ & HfO₂ : 0,42 SiO₂: 0,09 CaO: 0,06
Point de fusion	°C	2 015	2 015
Porosité apparente	%	97	88
Masse volumique apparente	g/cm³	0,13	0,49
Résistance à la traction	g/cm	49	116
Perte au feu, 1 h à 950 °C	% en poids	3,8	1,4
Dégazage		Nul	Nul
Retrait, 1 h à 1 650 °C	%	15	7
Tenue en température continue	°C	1 650	1 650
Tenue en température de pointe	°C	2 000	2 000

Références et formats disponibles :

Les fibres et textiles en fibre d’alumine haute pureté sont disponibles en six produits standards : fibre en vrac de type ALBF, deux feutres de type ALF-50 et ALF-100, et trois types de tissus en tricot ALK-15, ALW-15 et ALW-30.

N° Article	Désignation	Type de produit	Tailles Standard (EU)
E01A01	ALF-50	Feutre	304,8 x 304,8 x 1,27 mm
E01B01	ALF-100	Feutre	304,8 x 304,8 x 2,54 mm
E01C01	ALK-15	Tricot	304,8 x 304,8 x 0,38 mm
E01D01	ALW-15	Tissu	304,8 x 304,8 x 0,38 mm
E01E01	ALW-30	Tissu	304,8 x 304,8 x 0,76 mm
E01F01	ALBF	Fibre en vrac	0,45 kg

Feutres et fibres en oxyde d’yttrium Y

Zircar Zirconia utilise généralement l'oxyde d'yttrium (Y₂O₃) comme stabilisateur pour la zircone. Cette terre rare est aussi proposée sous forme d'oxyde de métal pur et stable. Il n'est pas attaqué par la plupart des métaux en fusion et résiste aux environnements corrosifs. Le diamètre moyen des fibres est de 4-6 μm. Les produits à base d’oxyde d’yttrium font face à 2 400 °C en température de pointe.

Avantages :

99 % d’oxyde d’yttrium pur
Inorganique
Faible conductivité thermique
Excellente résistance aux chocs thermiques
Bonne résistance aux environnements corrosifs et aux hautes températures

Applications :

Isolation thermique pour le frittage sous micro-ondes.

Données techniques :

Propriété	Unité	YF-100
Composition	% du poids	Y₂O₃: 99+ Fe₂O₃ : 0,02 SiO₂: 0,02 Al₂O₃ : 0,003
Point de fusion	°C	2 410
Porosité apparente	%	93
Masse volumique apparente	g/cm³	0,37
Résistance à la traction	g/cm	198
Perte au feu, 1 h à 950 °C	% en poids	5
Retrait, 1 h à 1 650 °C	%	9
Tenue en température continue	°C	2 000
Tenue en température de pointe	°C	2 400

Références et formats disponibles :

N° Article	Désignation	Type de produit	Tailles Standard (EU)
E02A01	YF-50	Feutre	304,8 x 304,8 x 1,27 mm
E02B01	YF-100	Feutre	304,8 x 304,8 x 2,54 mm
E02C01	YK-15	Tricot	304,8 x 304,8 x 0,38 mm
E02D01	YW-15	Tissu	304,8 x 304,8 x 0,38 mm
E02E01	YW-30	Tissu	304,8 x 304,8 x 0,76 mm
E02F01	YOBF	Fibre en vrac	0,45 kg

Fibres et textiles en zircone pure ZO

Le procédé Zircar permet également la production de fibre et textiles réfractaires en zircone pure ZrO₂ sans stabilisateurs. Idéaux pour les procédés ne tolérant pas l'oxyde d'yttrium, les produits ZO offrent des avantages d'isolation haute performance similaires à ceux des produits en zircone stabilisée. Les fibres de zircone pure existent en phase cristalline monoclinique et ont une couleur grise.

Avantages :

Grande pureté de la zircone > 99 %
Stabilité thermique élevée
Faible conductivité thermique
Excellente résistance aux chocs thermiques
Dégazage nul

Applications :

Isolant haute température pour des applications où l’oxyde d’yttrium n’est pas toléré.

Données techniques :

Propriété	Unité	ZOF-100
Composition	% du poids	*ZrO₂: 99+ SiO₂: 0,22 CaO: 0,04 Na₂O: 0,02 Y₂O₃ : < 0,001
Point de fusion	°C	2 590
Perte au feu, 1 h à 950 °C	% du poids	0,34
Retrait, 1 h à 1 650 °C	%	0
Tenue en température continue	°C	2 000
Tenue en température de pointe	°C	2 400

*1 - 2 % en poids d'oxyde de hafnium sont naturellement présents dans la zircone et n'impactent pas les performances.

Références et formats disponibles :

N° Article	Désignation	Type de produit	Tailles Standard (EU)
E04A01	ZOF-50	Feutre	304,8 x 304,8 x 1,27 mm
E04B01	ZOF-100	Feutre	304,8 x 304,8 x 2,54 mm
E04C01	ZOK-15	Tricot	304,8 x 304,8 x 0,38 mm
E04D01	ZOW-15	Tissu	304,8 x 304,8 x 0,38 mm
E04E01	ZOW-30	Tissu	304,8 x 304,8 x 0,76 mm
E04F01	ZOBF	Fibre en vrac	0,45 kg

Fibres et textiles en oxyde de cérium CE

Les fibres et textiles en oxyde de cérium CeO₂ pur sont fabriquées à l'aide du même procédé Zircar que les autres produits de la marque. Le dioxyde de cérium résiste aux environnements corrosifs et aux hautes températures jusqu’à 2 500 °C.

Avantages :

99% d’oxyde de cérium pur
Inorganique
Excellente résistance aux chocs thermiques
Bonne résistance aux environnements corrosifs et aux hautes températures
Haute stabilité face aux hautes températures
Dégazage nul

Applications :

Joint d’étanchéité électrochimique pour les batteries rédox vanadium, les réacteurs solaires, les capteurs d’oxygène type résistif et les réservoirs de carburant.
Catalyseur pour la génération de gaz de synthèse ou de méthane

Données techniques :

Propriété	Unité	CeF-100	CeW-30	CeW-15	CeK-15
Composition	°C	CeO₂: 99+ Al₂O₃ : 0,05 SiO₂: 0,04 Fe₂O₃ : 0,03	CeO₂: 99+ Al₂O₃ : 0,05 SiO₂: 0,04 Fe₂O₃ : 0,03	CeO₂: 99+ Al₂O₃ : 0,05 SiO₂: 0,04 Fe₂O₃ : 0,03	CeO₂: 99+ Al₂O₃ : 0,05 SiO₂: 0,04 Fe₂O₃: 0,03
Point de fusion	°C	2 590	2 590	2 590	2 590
Porosité apparente	%	96	91	91	90
Masse volumique apparente	g/cm³	0,27	0,67	0,67	0,69
Résistance à la traction	g/cm	28	34	23	18
PAF (perte au feu), 1 h à 950 °C	% en poids	0,3	0,3	0,3	0,3
Dégazage		Nul	Nul	Nul	Nul
Retrait, 1 h à 1 650 °C	%	6	9	7	7

Références et formats disponibles :

N° Article	Désignation	Type de produit	Tailles Standard (EU)
E05A01	CeF-50	Feutre	304,8 x 304,8 x 1,27 mm
E05B01	CeF-100	Feutre	304,8 x 304,8 x 2,54 mm
E05C01	CeK-15	Tricot	304,8 x 304,8 x 0,38 mm
E05D01	CeW-15	Tissu	304,8 x 304,8 x 0,38 mm
E05E01	CeW-30	Tissu	304,8 x 304,8 x 0,76 mm
E05F01	CeBF	Fibre en vrac	0,45 kg

Autres fibres et textiles en terre rare

Le procédé Zircar peut également servir à produire des compositions d’oxydes de terres rares ayant une forme textile du même type. Les 30 éléments de terres rares sont composés des lanthanides et des actinides (respectivement des numéros atomiques 57 à 70 et 89 à 102). Les propriétés et caractéristiques de ces textiles sont semblables à celle des textiles en zircone stabilisée à l’oxyde d’yttrium.

Ces produits sont réservés à des applications spécifiques. Ils peuvent être fabriqués sous forme de fibres en vrac, de feutre, de tissu ou de tricot. Ils ne sont disponibles que sur demande.

Les grandeurs physiques de cette documentation sont données à titre indicatif et ne représentent en aucun cas un engagement contractuel. Merci de consulter notre service technique pour tout renseignement complémentaire

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