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La céramique pour les…Pros!

Depuis quelques mois, on entend parler de céramique par ci, céramique par là dans le petit monde de la vape, mais qu’est ce que c’est et comment ça marche?

J’ai un peu cherché sur différentes sources car je ne suis ni physicien ni chimiste, mais c’est pas pour ça qu’il faut vaper idiot!

La céramique traditionnelle

C’est en fait l’art de faire de la poterie : vient du grec kéramos, qui signifie « terre à potier », « argile » cuite au four.

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Comme Danyvape n’est pas un blog de poterie (quoi que…) nous allons nous interesser à la céramique industrielle et je vous conseille de prendre votre loupe de pirate et un bon verre de rhum car c’est pas évident.

La céramique industrielle

La société américaine ASTM (American Society for Testing and Materials) définit une céramique comme :

« un article ayant un corps vitrifié ou non, de structure cristalline ou partiellement cristalline, ou de verre, dont le corps est formé de substances essentiellement inorganiques et non métalliques, et qui est formé par une masse en fusion qui se solidifie en se refroidissant, ou qui est formé et porté à maturité, en même temps ou ultérieurement, par l’action de la chaleur1. »
Il faut donc bien parler ici des céramiques, et non pas de la céramique.

Les céramiques techniques entrent dans trois catégories différentes :

les oxydes : oxyde d’aluminium, oxyde de zirconium ;
les non-oxydes : carbures, borures, nitrures, céramiques composées de silicium et d’atomes tels que tungstène, magnesium, platine, ou encore titane ;
les céramiques composites : combinaison des oxydes et des non-oxydes.
Wikipédia

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PROPRIETES DES CERAMIQUES FONCTIONNELLES

Ce qui va nous interesser dans la vape c’est la propriété thermique et thermomécanique de la céramique fonctionnelle dont je vous mets la partie du document ultra complet pour les experts :

Réfractarité et propriétés thermiques

Les céramiques sont connues pour leur bon comportement aux températures élevées. Pour commenter leur comportement thermique, il faut introduire les notions de conductivité thermique, dilatation thermique et résistance aux chocs thermiques.
Il y a deux possibilités d’utilisation des céramiques pour les applications thermiques :
– le matériau peut avoir à subir des chocs thermiques. Dans ce cas, il faut qu’il possède un coefficient de dilatation thermique le plus faible possible et une conductivité thermique élevée,
– mais il peut être utilisé aussi en tant qu’isolant thermique. Pour cela, il doit avoir une faible conductivité thermique.

Les céramiques sont essentiellement connues pour leur réfractarité, c’est à dire leur bon comportement aux températures élevées.
En général, on admet qu’une céramique est réfractaire quand sa résistance pyroscopique est au moins de 1500°C. La résistance pyroscopique d’un réfractaire est la température à laquelle une éprouvette conique faite du matériau à étudier s’affaisse d’une valeur donnée.

La conductivité thermique λ (unité S.I. : W / m.K) est la propriété d’un matériau de transmettre un flux de chaleur par unité de surface. Elle est proportionnelle à la capacité calorifique c, la quantité et la vitesse des porteurs thermiques (électrons ou phonons) v, et leur libre parcours moyen l.
Soit λ α cvl où λ s’exprime en W / m.K.

Pour les céramiques, les fortes conductivités seront obtenues pour les structures composées d’éléments simples ou constituées d’atomes de poids voisins. Le graphite aura une excellente conductivité thermique. SiC, BeO et B4C, matériaux composés d’éléments de poids atomiques voisins, présenteront de même de très bonnes conductivités thermiques.
Par exemple, SiC a une conductivité de 110 W / m.K.

Il est possible de trouver des céramiques dont les caractéristiques thermiques sont compatibles avec une utilisation sous choc thermique.
Le choc thermique est dû aux contraintes thermiques qui interviennent quand le matériau est soumis à des différences de températures entre la surface de la pièce et l’intérieur. La résistance aux chocs thermiques est d’autant meilleure que le coefficient de dilation est faible.
Les nitrures de silicium, par exemple, ont un coefficient de dilatation inférieur à celui des carbures. Ils présenteront donc une meilleure résistance aux chocs thermiques.

Propriétés thermomécaniques

La variation des propriétés mécaniques avec la température est le principal obstacle limitant l’utilisation des céramiques. Dans le cas de chocs thermiques, des contraintes sont générées au sein de la céramique.

A température élevée, c’est à dire supérieure à la moitié de la température absolue de fusion, les céramiques peuvent présenter des endommagements de type viscoélastique (fluage).
Les paramètres de résistance mécanique varient en fonction de la température.
Une élévation de la température diminue la rigidité des liaisons atomiques à cause de la dilatation thermique.
Au-delà de 800 à 1000°C, les propriétés mécaniques sont liées à la tenue des phases intergranulaires vitreuses ou mal cristallisées dans les polycristaux. En effet, les compositions de ces phases secondaires correspondent à des eutectiques à basse température de fusion dont le comportement élastique à température ambiante est rapidement remplacé par un comportement de type visqueux à haute température.

Les céramiques présentant une phase vitreuse ségrégée aux joints des grains voient leur contrainte à la rupture et leur ténacité décroître rapidement à partir de 800°C, effet renforcé par l’augmentation de la taille des défauts et la taille des grains.

Au contraire, les céramiques sans phase vitreuse voient leurs caractéristiques mécaniques se maintenir jusqu’à 1200 voire 1400°C. La chute des propriétés mécaniques est alors liée à la constitution d’une phase amorphe par oxydation des impuretés métalliques contenues dans les joints de grains.

Les contraintes thermiques internes sur un matériau peuvent être deux sortes :
– formation d’un gradient thermique dû à une chauffe qui n’est pas homogène dans tout le matériau,
– variations rapides de température entraînant des modifications importantes dans le gradient thermique. C’est le choc thermique.

Quand la céramique est chauffée, elle est en compression, alors que quand elle est refroidie, elle est en traction. Les matériaux étant beaucoup moins résistants aux efforts de traction qu’aux efforts de compression, les ruptures ont lieu pendant le refroidissement. Les contraintes dans le matériau sont liées au coefficient de dilatation, au module d’élasticité et à la diffusivité thermique.

Il existe des possibilités pour améliorer les propriétés des matériaux.

On essaie, par exemple, d’augmenter la résistance mécanique ainsi que la résistance au choc thermique. On peut déjà remarquer que puisque la densité du matériau conditionne de façon opposée la résistance mécanique et la résistance au choc thermique, il n’est pas possible d’obtenir un matériau ayant de bonnes caractéristiques pour les deux causes de rupture.
Les défauts responsables de la fragilité des matériaux céramiques sont les défauts macroscopiques comme la porosité et les défauts de surface, et microscopiques comme les dislocations, les lacunes, les atomes interstitiels et leurs interactions.
La porosité réduit la résistance mécanique. Les pores étant des concentrateurs de tension, les meilleurs matériaux, du point de vue mécanique, sont ceux qui sont complètement denses. Le contraire a lieu pour la résistance au choc thermique.

Propriétés des céramiques structurales

La dimension des grains est un autre facteur très important pour la résistance mécanique. Une diminution entraîne une augmentation de la résistance à la rupture.
L’état de surface des pièces a une importance sur la résistance mécanique. Tout dommage en surface abaisse la résistance mécanique et la résistance due au choc thermique. La vitrification des surfaces est importante (sauf pour les réfractaires) pour atteindre une densité plus élevée et pour empêcher les dislocations de continuer leur mouvement jusqu’à la surface. Il faut que la substance vitreuse ait toujours un coefficient de dilatation thermique inférieur à celui du matériau céramique, de sorte que tout changement de température amène à un état de sollicitation en compression et non en traction.
Les céramiques sont principalement caractérisées par deux mécanismes de rupture : le clivage et le fluage.
Dans les deux cas, la rupture affecte soit les grains (rupture transgranulaire), soit les joints de grains (rupture intergranulaire).
Le fluage est l’allongement irréversible, au cours du temps, d’un matériau soumis à un effort constant. Le clivage est la création de fissures et leur propagation jusqu’à rupture.
Le dispositif traditionnel de détection de fissures dans les céramiques est l’étude par un opérateur des défauts de la céramique par un microscope.

Au Japon, un nouvel appareillage permettant de multiplier par cinq cette vitesse de détection a été développé récemment. Le principe est d’appliquer un faisceau lumineux sur la surface à tester et à mesurer l’intensité du rayon réémis, laquelle varie si des fissures sont présentes. Il existe un phénomène d’auto réparation de fissures dans les céramiques oxydes mais également, d’après de récentes recherches toujours effectuées au Japon, dans les céramiques à base de nitrures de silicium.
Le domaine de la rupture par fluage n’intervient qu’à haute température (typiquement T > 1300°C). Il peut soit être diffusionnel (la rupture intervient par fissuration intergranulaire), soit entraîner une ductilité notable aux plus hautes températures (supérieures à 0,9Tf ) et des contraintes importantes (la rupture est de type transgranulaire).
Les céramiques thermomécaniques connaissent actuellement un essor important, de par leur potentiel d’utilisation à des températures supérieures à celles des métaux courants, de leurs alliages et des superalliages. Cet engouement pour les céramiques thermomécaniques est lié à la crise du pétrole des années 70. Par exemple, pour améliorer le rendement des turbines, il a fallu augmenter les températures pour une meilleure combustion. Les matériaux utilisés n’étaient pas assez résistants aux hautes températures. On a donc déposé un revêtement en céramique de fonctionnement.

Conclusion

La tendance pour les nouveaux coils est à la céramique en ce moment et il est bon de connaitre un peu de quoi l’on parle car notre santé est en jeu.
Il serait dommage que la technologie entraine des cancers et déformations génétiques comme on a pu le démontrer assez tard pour la cigarette.
Pour tous les Ludo du navire, je les invite à consulter RapportCeramiquesIndustrielles dont j’ai tiré l’extrait.

Ecrit par Cap's

Dany, fondateur du Danyvape et de Danyworld
Plus de clopes depuis le 1er jour, le 21 sept 2012...
À l'abordage !!

28 Comments

  1. C’est exactement pareil quand t’as la chance de saluer les Rolling Stones : tu serres la cogne à Keith, à Ron, à Charlie, à Bill et tu la serres à Mick.

    :bye:

    • Bon, je vois que tout le monde s’en fout de mes articles à la Bogdanoff :cry:
      La prochaine fois, je mettrais des filles toutes nues, y aura surement plus de réaction B-)
      De toute façon je suis le Roi car j’ai plein de couronnes en…céramique!! :bye:

    • Évidemment s’il n’y a pas de juste milieu entre la céramique et les filles nues, on sera plusieurs à faire le second choix sans hésiter ;-)

  2. Si j’avions été à l’école j’orais tout compris. Elles sont ou les filles ? Il existe vraiment une vidéo d’Eva Mendes en train de tester un Vaporetto ?

  3. Les Bogdanoff ont peut-être une soeur qui pourrait faire le boulot… Comme ça, on aurait un discours scientifique pour le Capitaine et une fille pour les moussaillons.

    Porky aime beaucoup les Bogdanoff, ils lui rappellent ses parents.

  4. Quand bien même la céramique ne présenterait pas ou peu de risque pour notre santé (pour les anciens fumeurs, nous nous sommes foutus passé 300 produits issus de l’industrie chimique dans la tronche et on en redemandait, alors ne faisons pas nos princesses à se désinfecter les mains pour 2 gouttes de liquides sur les doigts), j’avoue y être un peu réfractaire (hohoho, calembours quand tu nous tiens) !

    Après un BF-99 dont le revêtement « céramique » s’est barré plus vite qu’Eva Mendes devant mes charmes, un Rose v2 pour lequel racheter des céramiques me coûterait plus cher que de me prendre 4 clones dans les kinders pastèques tinois, un Fodi dont les isolateurs craquent à chaque nettoyage et remontage du plot … Ca me refroidit ! Je fuis la céramique comme la peste !

    Je jure que je paie un paquet de frites au modeur qui me sort un ato tank aussi qualitatif et simple qu’un Magma v1 : pas de joints, pas de pièces qui se barrent dans tous les sens, des saveurs, des saveurs et encore des saveurs (merde quoi, on comparait pas qui balançait les plus gros nuages entre la clope du cowboy light ou le chameau du désert !)

    Voilà, désolé … mon humeur n’est pas au beau fixe avec toutes les conneries qu’on nous surine sur la clope électronique, sur la TPD (et si tu l’es pas, tu te fais enc*ler quand même) et ses mesures aussi aberrantes que de voir la gestion de notre santé -et au plus général de nos intérêts- par des ministres qui agissent comme le feraient des patrons d’entreprises : du profit, du profit, du profit, … J’en finis par penser qu’il vaut mieux qu’ils continuent à dormir ou jouer à Candy Crush que de se réveiller et se mêler des histoire du « petit peuple » grâce à qui ils peuvent rouler en bagnole blindée avec chauffeur et se payer des planches de chiottes à 5000 balles !

    Allez, on se calme ! On va se tirer quelques lattes, prendre une bouffée d’air frais au fumoir et on ne repasse pas par la machine à café, c’est pas bon pour toi aujourd’hui !

    • Je comprend tes humeurs Schtroumf Grognon. Pas plus tard que hier soir, un bon ami à moi a regardé ma clope electro et m’a sorti  » Il paraît que ce truc est pas mieux/pire que… ». J’entends ça deux fois par semaine et je commence à avoir du mal à me retenir de distribuer des coups de boulle.
      C’est pas de leur faute, la désinformation et la mauvaise foi des responsables que tu as évoqués ont fait leur œuvre.
      Et ça m’énerve !!!

  5. Ce n’est pas cette évolution qui m’ennuie mais la rapidité de l’évolution de la vape.
    Il est urgent de ne rien acheter en espérant qu’il sera toujours possible de la suivre après.

    Et pourquoi acheter qq chose qui sera dépassée dans 15 jours.
    C’est assez affolant je dois dire.

  6. Et si la céramique (ou autres dispositifs/matières/bidules) était l’avenir de la vape ?
    Une vape de qualité, accessible à tous le monde, sans prise de tête, sans bricolages, en toute sécurité et en toute simplicité… Une vape lisse, quoi. Sans passion, juste pour sortir de la clope.
    Le DanyVape deviendrait un repère de vrais pirates, hurluberlus bidouilleurs, un peu rêveurs, poètes sur les bords, accrochés à leurs reconstructibles comme d’autres peignent des soldats de plomb ou montent des circuits de trains électriques.
    J’ai hâte de lire l’article du camarade Lodse sur le kit Target… :good:

  7. Les solutions à base de céramique chatouillent un des talons d’Achille de nos montages où un fil métallique résistif entre en contact direct avec le liquide qu’il vaporise en chauffant.

    On ne sait pas trop ce que libère un fil d’alliage montant en température dans un mélange plus ou moins pur de PG et de VG, d’autant que ce fil peut présenter des points de surchauffe liés à des défauts de structure ou de tréfilage.

    L’ajout d’une couche céramique stable et thermiquement conductrice autour du fil résistif constitue une bonne alternative à ces aléas. J’imagine que d’autres solutions auraient pu être envisagées mais les céramiques sont des produits industriels désormais bien connus et maîtrisés.

    La révolution annoncée est à mon sens une évolution comparable à l’arrivée du TC, capable d’assainir notre vape en jouant sur des paramètres supposés mais non prouvés.

    Et c’est bien cela qui m’agace. TC et céramique sont mieux, certes, mais mieux que quoi ? De combien ? Ce mieux justifie-t-il l’apparition de matériels comme le Altus et ses airs de Subtank au rabais vendu 120€ ?

    Je n’ai rien contre le « mieux » et accepte complètement une offensive marketing basée sur ce genre de proposition. J’ai par contre plus de mal avec le buzz, l’engouement immédiat et irrésistible que déclenche ces annonces péremptoires qui ferment les esprits et ouvrent les portefeuilles en grand. C’est là où je rejoins Schtroumpf Grognon face aux anciens fumeurs que nous sommes.

    • En parlant de TC, qui l’utilise vraiment parmi les vapoteurs expérimentés ? En tout cas pas moi et personne dans mes connaissances.

    • J’ai essayé, ça marche 1 fois sur 2 et on sait pas pourquoi ni si ça marche vraiment :wacko:
      Comme je teste plusieurs resistances NI, TI, je me goure à chaque fois et flippe à l’idée de m’être gouré car avec le TI ça craint de se gourer!
      Donc vu que ça n’apporte absolument rien par rapport au Kanthal et que la vape est bien assez compliquée sans en rajouter je suis contre le TC.
      Racheter une box comme la SX Mini par exemple pour avoir le TC me parait une aberration et je continue à croire que tout ça c’est du marketing pour changer notre matos et que le meilleur fil testé et approuvé depuis longtemps est le Kanthal, dry burn ou pas B-)

    • Toutes les boxes qui sortent supportent le TC, les fabricants proposent des résistances TC prêtes à vaper… Doit y avoir pas mal de vapoteurs qui sortent des boutiques avec un setup TC sous le bras, parce que c’est « mieux »…

      Personnellement, je ne l’utilise pas mais il se peut que je refasse des tests un de ces jours. Qui sait, peut-être que la Reuleaux RX-200 aura d’autres arguments que la IPV-D2 ou la Dovpo TC-50. M’étonnerait quand même que je prenne un DNA 200 juste pour aller au bout de l’expérience.

      La céramique ne me tente pas plus que cela pour l’instant mais si un modèle d’ato correct sort à moins de 40 boules, j’essayerai sans doute en attendant le coil céramique universel pour dripper…

    • @Nesquick
      Lodse nous prépare un article sur le kit Target de Vaporesso. L’ato (céramique) est à 30 boules.

      Pour ce qui est du TC, j’ai testé bien sûr. Comme dis le Capitaine, ça fonctionne une fois sur deux. D’autre part, je suis assez grand garçon pour sentir venir de dry, et de loin. Reste que c’est peut-être une bonne solution pour les primos arrivants… :unsure:

      Au sujet du Kantal. Sur une bobine de Kantal A1 (en 0.40) estampillée UD, je suis tombé sur une cinquantaine de cm totalement hors norme. Mes résistances affichaient le double de ce à quoi je m’attendais. Je sais que cela parait invraisemblable, mais je jure que c’est vrai et que c’était avant l’apéro… Cette cinquantaine de cm passé (et volé à la poubelle), tout est rentré dans l’ordre. :scratch:
      C’était pour le dossier « on ne sait pas ce qu’on vape ».

    • Je crois bien avoir lu quelque chose sur un Kanthal défectueux de même estampille sur vape.li… Faudrait pas que UD se mette à vendre n’importe quoi sur ses jolies bobines noires et rouges en misant sur la bonne réputation de la marque…

      Les résistance du Target, les cCells, utilisent de la céramique poreuse en remplacement du traditionnel coton mais laissent le fil métallique à l’air libre, contrairement à celles du Altus et du Dolphin qui l’emprisonnent dans une céramique compacte. Il me semble que c’est une (r)évolution différente… :scratch:

    • S’il y a aucun d’engouement autour de ces nouveautés, c’est parce que le monde de la vape à besoin d’évoluer. Alors dès que sort un truc, on se jette dessus. Tout au début, les résistances étaient en Kanthal. et nous en sommes toujours là, des années après. Je trouve normal que ça tâtonne et que ça parte dans tous les sens, car finalement, tout ça est très récent. Et puis il faut dire un truc, dans le genre super exigeant et pressé, le vapoteur n’est pas le dernier. :)

  8. Demain ton article, on a assez mangé d’ato et de resistance cette semaine. ;-)
    Ce soir une petite trêve avec un thème un peu plus fun et insolite… B-)

  9. Moi j’aime bien le TC :D Je fais parti des heureux vapoteurs français à le comprendre selon Sezni.

    Au début c’était la galère pour avoir quelque chose de correct. Maintenant, j’achète des résistances toutes prêtes en ni200 et je les installe sur tous mes atos.

    Voilà ce que j’en pense :

    1. Le tank se vide un peu moins vite avec une fréquence de puff identique,
    2. Bizarrement, sur tous les box testées, mes accus se déchargent moins vite qu’avec du Kanthal,
    3. Les goût sont bien meilleurs qu’un micro coil coton (et pourtant j’en suis adepte sur de nombreux atos dont le TFV4).
    4. Sur du SS, c’est de la merde. Ca bug à chaque fois. Je l’ai testé chez différents fabricants et le résultat est toujours identique. Chez Joyetech, la box se remet en mode power. Chez les autres, j’ai des dry hits lol. J’attends la Cuboid pour voir la différence.
    5. Chez Smok, la fonction n’est pas au point même en updatant les chipsets.
    6. Les meilleurs résultats sont chez Pioneer4you. Jamais eu un souci avec l IPVD2, l’IPV4S sur du ni200. Même en montant dans les joules pour la science.

    Pour le TI, je ne tente pas. J’ai pas envie de vaper de la poussière et ressembler à un alien.

    Sinon, j’ai vu passer des box qui assurent un mode TC avec d’autres fils (or, platine) … On appelle ca la vape 24 carats. Il va falloir hisser le pavillon capitaine et aller racketer quelques grands mères pour transformer leurs dents en or en fil résistif lol

    @Trob : quand tu regardes les ventes sur certains shops. Tu serais étonné de voir ce qui marche le mieux. A force de regarder partout, on a 6 mois – 1 an d’avance sur le vapoteur moyen. Quand il en sera au Temp control, on sera passé à autre chose. mais quoi ? La céramique ?

  10. Je ne vais pas faire une news de plus (en ce moment on pourrait en faire une par jour), mais après la résistance sans fil, voilà la résistance sans coton (toujours à base de céramique) : http://www.ijoycig.com/news/item-219.html
    Photo : https://img.fasttechcdn.com/420/4207000/4207000-2.jpg
    ijoycig est vraiment une société novatrice je trouve. C’est quand même la seule à proposer une box qui fait du CT sur du Khantal, ou du moins, s’en approche fortement.

    Mais ou va le monde ma pauv’dame :-)

  11. J’utilise pas le TC pour la part. J’ai jamais essayer d’ailleurs donc j’ai pas d’avis à donner mais le kanthal, nichrome me convient parfaitement et ce depuis le début. Et quand je vois le certains tâtonnements niveau réglages pour avoir un rendu correcte ça me donne pas envie de m’y mettre pour le moment du moins.