Placage de zirconium

Types de placage en zirconium

Le placage en zirconium est un revêtement protecteur appliqué par des techniques de pulvérisation thermique pour améliorer les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion d'un objet. Il est utilisé de manière économique dans diverses industries, de la fabrication à la biomédicale.

Les articles fréquemment traités avec cette méthode sont généralement des substrats métalliques ou polymères nécessitant une amélioration de la surface ou des couches protectrices. Cependant, aucune définition universelle ne précise explicitement ce qui peut ou ne peut pas être plaqué avec cette substance. Néanmoins, de nombreuses normes existent qui spécifient ce qui devrait être plaqué.

Les substrats métalliques couramment plaqués avec du zirconium comprennent le titane, l'acier (acier inoxydable au carbone), les alliages d'aluminium et les alliages de magnésium. Le principal objectif de l'application d'un revêtement de pulvérisation thermique de dioxyde de zirconium est de fournir à ces métaux une couche supplémentaire qui les rendra moins sensibles aux dommages causés par les produits chimiques présents dans leur environnement.

Potentiellement, tout objet composé de ces métaux pourrait obtenir une meilleure durabilité grâce à un revêtement à base de zircone, comme les pièces de moteur telles que les pistons, les chemises de cylindre, les vilebrequins et les roues de turbocompresseur. D'autres exemples incluent les vannes, les pompes, les buses et les robinets utilisés dans les industries pétrolières et gazières qui entrent en contact avec l'eau de mer ou des substances contenant du sulfure d'hydrogène (H2S). Par conséquent, ils doivent être résistants à la corrosion par piqûres pour avoir une longue durée de vie. Les dispositifs médicaux constituent également un autre domaine où les surfaces de différents composants métalliques sont pulvérisées thermiquement avec des revêtements de zircone pour améliorer la biocompatibilité afin qu'ils puissent être implantés en toute sécurité à l'intérieur du corps humain.

Le placage de polymères tels que le polyéthylène haute densité et le polypropylène est devenu de plus en plus populaire en raison de leur légèreté associée à de bons rapports résistance/poids. Les industries qui fabriquent des composants nécessitant de la précision mais qui sont néanmoins légers, comme l'aérospatiale, peuvent se retrouver à utiliser des matériaux polymères. Par conséquent, les plaquer pour les rendre plus résistants et plus durables devient une entreprise valable.

Il est essentiel de noter que, si certains matériaux sont souvent plaqués avec du zirconium, il existe une méthode de pulvérisation particulière qui peut ne pas convenir à toutes les surfaces. Par exemple, les revêtements de pulvérisation thermique peuvent mal adhérer au niveau moléculaire aux substances de type plastique sensibles à la température. D'un autre côté, les métaux comme l'aluminium nécessitent un équipement spécialisé car son point de fusion est inférieur à celui des particules de zircone ; par conséquent, des techniques de pulvérisation à froid doivent être utilisées pendant le processus de dépôt.

En conclusion, il existe de nombreux substrats qui peuvent être pulvérisés thermiquement avec des revêtements de zircone allant des métaux comme le titane, les alliages d'aluminium, l'acier inoxydable, etc., aux polymères utilisés dans l'industrie aérospatiale et même aux dispositifs médicaux, qui nécessitent des normes de biocompatibilité pour une implantation interne sûre à l'intérieur du corps humain. Cependant, tous les types d'équipements ou de techniques de pulvérisation thermique ne conviennent pas, il faut donc faire attention lors du choix de ce qui doit être recouvert de quoi.

Spécifications & Entretien

Le zirconium plaqué présente plusieurs spécifications en fonction de l'application industrielle. L'épaisseur de la couche de placage en zirconium varie en fonction des exigences du produit. En règle générale, l'épaisseur de placage varie de quelques micromètres à plusieurs centaines de micromètres pour améliorer la durabilité, la résistance à la corrosion et l'apparence.

La résistance à l'adhérence du placage en zirconium au substrat de base est un autre paramètre clé qui affecte les performances du produit. Généralement mesurée en résistance à la traction ou en résistance au cisaillement, la résistance à l'adhérence garantit que le placage reste lié à la surface pendant l'utilisation et sous contrainte.

D'autres spécifications importantes comprennent la finition de surface du placage, sa composition chimique et la résistance maximale à la température de la couche de zirconium. Par exemple, les produits peuvent nécessiter une finition mate, polie ou texturée en fonction de l'esthétique et de la fonctionnalité. La composition chimique peut avoir un impact sur la durabilité du produit, tandis que la résistance à la température détermine s'il peut être utilisé dans des conditions de forte chaleur.

Étant donné que les produits plaqués en zirconium sont largement utilisés dans les industries exigeant des performances élevées, il est essentiel de les entretenir correctement pour maintenir leur efficacité et leur durée de vie. Par exemple, dans les secteurs de l'aérospatiale, de la chimie et du médical, un entretien rigoureux est indispensable pour garantir qu'ils continuent à fonctionner au plus haut niveau.

La première étape de l'entretien consiste à effectuer une inspection détaillée du composant plaqué en zirconium pour détecter tout signe d'usure, de déchirure ou de dommage. Cela permettra de déterminer son état actuel et d'identifier les zones nécessitant une réparation ou un entretien. Lors de l'inspection, l'épaisseur du placage en zirconium doit être mesurée pour voir si elle s'est usée au fil du temps. Toute irrégularité dans l'épaisseur du placage doit être notée.

L'entretien du composant sera déterminé en fonction des résultats de l'inspection. Un nettoyage régulier doit être effectué conformément aux directives fournies. Les produits de nettoyage, les produits chimiques ou les abrasifs agressifs qui pourraient endommager le placage doivent être strictement évités. Seules des solutions de nettoyage douces et des lingettes douces doivent être utilisées.

En cas de dommages ou de zones identifiées lors de l'inspection qui nécessitent une attention particulière, des réparations et un entretien immédiats doivent être effectués. Un entretien régulier empêchera l'apparition de problèmes plus importants par la suite et prolongera la durée de vie du placage en zirconium.

Il est également nécessaire de tenir un journal d'entretien où tous les détails de l'inspection et les enregistrements de nettoyage/entretien sont consignés. Cela fournira un historique utile du composant et aidera à un meilleur entretien lors des visites futures.

Applications du placage en zirconium

L'application du zirconium est indéniablement large, en particulier dans les industries qui misent sur l'efficacité, la durabilité et des performances élevées.

• Industrie aérospatiale : Le secteur aérospatial se tourne vers la teneur en zirconium pour construire des moteurs à réaction et des composants robustes. Il s'agit notamment des isolateurs, des sièges de soupape et des buses, pour n'en citer que quelques-uns. Bon nombre de ces pièces de moteur sont résistantes à l'abrasion et peuvent supporter des températures élevées, grâce à leur teneur en zirconium. Dans certains projets d'exploration spatiale, les agents d'alliage sont utilisés en raison de leurs propriétés de faible densité et de leur durabilité. Cela les rend adaptés à plusieurs composants spatiaux. La résistance, la durabilité et la légèreté du zirconium en font un matériau adapté à l'industrie aérospatiale.
• Industrie médicale : En raison de sa nature hypoallergénique, le zirconium est parfait pour les implants corporels comme les articulations de la hanche et du genou. De plus, l'attrait esthétique du placage en zirconium en fait un matériau de choix pour les prothèses dentaires. Les prothèses dentaires fabriquées avec du zirconium sont généralement transparentes, tout comme les dents naturelles. Par conséquent, les patients peuvent obtenir des sourires naturels. De plus, la remarquable résistance mécanique du zirconium garantit que les prothèses dentaires ne se briseront pas facilement. Le matériau est également utilisé dans les dispositifs médicaux, tels que les cathodes, les électrodes et les vannes. En raison de sa biocompatibilité élevée et de son faible coefficient de friction, la céramique d'oxyde de zirconium est utilisée dans les prothèses orthopédiques et la dentisterie. Il s'agit principalement des articulations artificielles et des implants dentaires, respectivement. Les fabricants de bijoux utilisent également l'oxyde de zirconium car il ressemble au diamant (le minéral naturel le plus dur). Les dispositifs utilisés à des fins chirurgicales sont fabriqués avec des pièces mécaniques dures, résistantes et durables qui contiennent au moins un peu de zirconium. Cela inclut les instruments chirurgicaux tels que les lames, les stents et les scalpel. Le zirconium recouvre les pointes de ces dispositifs. Les pointes sont soumises à une usure et à une déchirure extrêmes. Néanmoins, ils résistent à tout cela grâce à la présence de zirconium en eux.
• Industrie chimique et pétrochimique : La forte résistance à la corrosion du zirconium le rend précieux dans les industries de transformation chimique et pétrochimique. Les matériaux contenant au moins un peu de zirconium sont utilisés dans la production de réacteurs, de pompes, d'échangeurs de chaleur et de vannes. Ce sont ceux qui entrent en contact avec des produits chimiques agressifs ou des températures élevées, principalement.
• Industrie de la production d'énergie : Le zirconium est un acteur majeur dans la production d'énergie. Il est essentiel au fonctionnement des réacteurs nucléaires, en particulier les réacteurs à eau pressurisée, car ils dépendent de matériaux ayant de faibles sections efficaces d'absorption des neutrons. L'énergie nucléaire représente un pourcentage important des besoins énergétiques mondiaux. Par conséquent, il ne fait aucun doute que le rôle du zirconium dans le cycle du combustible est assez important. De plus, l'industrie aérospatiale s'est concentrée sur le zirconium car il est un agent crucial dans les réacteurs nucléaires qui produisent des barres de combustible. Les réacteurs nucléaires peuvent facilement créer et convertir des neutrons en urée grâce aux barres de combustible recouvertes d'alliages de zirconium. De plus, des tubes et des gaines en zirconium sont utilisés dans les réacteurs nucléaires. Il s'agit de protéger le réacteur du xénon, qui est un sous-produit de la fission nucléaire. Les échangeurs de chaleur, les systèmes de tuyauterie et les pompes sont fabriqués avec du zirconium dans les usines pétrochimiques car ils transportent ou pompent des milieux agressifs.
• Dispositifs optiques et électroniques : L'industrie électrique utilise des céramiques d'oxyde de zirconium. Il s'agit principalement de condensateurs, d'isolants et de prises. Les dispositifs optiques bénéficiant de l'utilisation de dioxyde de zirconium comprennent les objectifs d'appareil photo et les fibres optiques. Ces dernières améliorent la transmission du signal sur de longues distances. En microscopie et en spectrométrie, le zirconium sert de matériau de construction pour certains instruments optiques et électroniques. Les composants optiques durables garantissent que les chercheurs et les scientifiques peuvent voir clairement les images et les spectres d'échantillons et d'objets microscopiques. De plus, en raison de son point de fusion élevé, le zirconium est utilisé dans les appareils électroniques qui gèrent le système domestique. Ceux-ci nécessitent généralement une excellente résistance aux températures élevées. Par exemple, le zirconium est utilisé dans la fabrication de bougies d'allumage, de résistances et de buses.

Comment choisir des placages en zirconium

Lors de la sélection d'échantillons de placage en zirconium, les acheteurs doivent tenir compte de plusieurs aspects. Tout d'abord, examinez la qualité du placage en zirconium. Ils peuvent évaluer sa durabilité, sa résistance aux rayures, sa résistance à la corrosion et ses performances dans des environnements à haute température. De plus, vérifiez s'il y a des substances nocives dans les produits de placage en zirconium qui pourraient présenter des risques pour la santé des consommateurs.

Deuxièmement, les acheteurs doivent également tenir compte de la variété et de l'applicabilité des produits de placage en zirconium. Ils doivent s'assurer que les spécifications, les modèles et les avantages des différents types de placage en zirconium peuvent répondre aux besoins de diverses industries et scénarios d'utilisation. Plus important encore, les acheteurs ne doivent pas négliger la compatibilité des produits de placage en zirconium avec d'autres matériaux et revêtements. Idéalement, ils doivent s'assurer que l'adhérence et les performances des produits de placage en zirconium sont optimales lorsqu'ils sont utilisés conjointement avec d'autres substances.

De plus, les acheteurs doivent également tenir compte des canaux d'achat et de la réputation des fournisseurs. Ils peuvent choisir des fournisseurs réputés et certifiés pour garantir la qualité des produits et le support après-vente. De plus, les acheteurs doivent également tenir compte de la demande du marché pour les produits de placage en zirconium. Ils doivent comprendre la situation du marché et l'analyse des tendances pour sélectionner des produits ayant un potentiel de marché et des avantages concurrentiels.

Enfin, les acheteurs doivent également tenir compte des avantages économiques de l'achat de produits de placage en zirconium. Ils doivent évaluer la rentabilité des différents produits et faire une comparaison pour s'assurer qu'ils offrent une meilleure valeur à leurs clients.

Questions-réponses

Q1 Quels sont les avantages du revêtement en zircone ?

A1 Les avantages comprennent l'amélioration de l'attrait esthétique d'un objet, l'amélioration de la résistance à la corrosion, l'augmentation de la durabilité pour résister à la chaleur et à l'abrasion, la réduction du frottement et de l'usure et la diminution du risque de fissuration et de choc thermique.

Q2 Quel est l'avenir de l'industrie du zirconium ?

A2 L'avenir semble prometteur en raison de la demande croissante des industries céramique et métallurgique. De nombreuses industries explorent de nouvelles façons d'utiliser le zirconium, ce qui pourrait créer une demande accrue pour ses produits. La valeur marchande du zirconium devrait continuer à croître à un rythme régulier dans les années à venir.

Q3 Combien de temps dure le placage en zirconium ?

A3 Selon l'application, le revêtement en zirconium peut durer plusieurs années. Il est essentiel de tenir compte du substrat lié au revêtement, de son épaisseur, de la qualité du revêtement et des conditions environnementales du revêtement.

Q4 Le placage en zirconium est-il meilleur que le chrome ?

A4 Le placage en zirconium est respectueux de l'environnement par rapport au placage au chrome. De plus, il offre tous les avantages du chrome métallique, tels que la durabilité, la résistance au ternissement et à la corrosion, et la capacité de résister à des températures élevées. Il a également un faible frottement qui peut réduire l'usure.

Q5 Le placage en zirconium peut-il être effectué sur n'importe quel métal ?

A5 La plupart des métaux peuvent être plaqués en zirconium, y compris l'acier inoxydable, l'acier, le laiton, le cuivre, l'aluminium et les alliages de zinc. Idéalement, le substrat doit être chimiquement stable et capable de supporter la couche d'oxyde qui se forme pendant le processus de revêtement.