Amélioration de l'ingénierie des voitures
Des matériaux alternatifs à la fois plus solides et plus légers que les métaux et offrant une plus grande résistance aux températures élevées sont en train d'être étudiés en vue de leur utilisation dans des moteurs de voitures. Les céramiques, en particulier, laissent entrevoir de grandes promesses de par leurs propriétés thermomécaniques supérieures par rapport aux métaux traditionnels. Elles sont cependant fragiles par nature, avec pour conséquence une faible tolérance à la tension et une mauvaise ténacité. Le projet LiValve s'est fixé pour objectif de développer une technique de moulage et de frittage à faible coût afin de produire des soupapes en céramique proches de la cote désirée. Ce processus se déroule en trois étapes. Tout d'abord, la matière céramique de départ la plus performante est sélectionnée en tenant compte du coût de la production en grande quantité et des propriétés du matériau. Le choix s'est porté sur le nitrure de silicium qui offre les meilleures propriétés mécaniques et thermiques pour les applications en question. Cette matière présente notamment une excellente résistance au choc thermique et une ténacité relativement élevée en comparaison avec d'autres céramiques. La deuxième phase du projet s'est penchée sur le développement d'un processus de moulage capable de produire des soupapes proches de la cote. Le processus sélectionné comme étant le plus efficace implique la production d'une pâte obtenue par l'ajout de polymère thermoplastique à la céramique en poudre. Le liant thermodurcissable ajouté pour maintenir le corps uni produit des corps présentant une résistance mécanique relativement élevée et une masse volumique à cru élevée. La pâte est injectée dans un moule spécial puis frittée. Le frittage, qui augmente l'adhérence entre les particules sous l'effet de la chaleur, a été réalisé en l'absence de toute pression dans une atmosphère inerte sans le matériau onéreux de moulage isocratique à chaud traditionnellement utilisé dans ce processus. Cette technique extrêmement efficace et de faible coût a déjà été utilisée pour la production de centaines de soupapes. Des partenaires sont maintenant invités à participer à des programmes communs de recherche et de développement.
