FR2844668A1 - Systeme ceramique de cuisson et procede pour le fabriquer - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un système céramique de cuisson comportant une surface de cuisson de grande surface, monolithique, qui recouvre la totalité de la table de cuisson, comportant des zones de cuisson identifiées individuellement. Si, conformément à l'invention, on prévoit que la surface de cuisson est constituée d'une vitrocéramique frittée ne se dilatant que faiblement, qui contient au minimum 90%, de préférence au moins 92% de la phase cristalline principale de la cordiérite, il devient possible de fabriquer simplement une surface de cuisson à faible dilatation et en même temps à faible conductibilité thermique, et satisfaisant à l'ensemble des exigences. Compte tenu de l'isolation électrique additionnelle élevée de la vitrocéramique frittée, la surface de cuisson peut également être chauffée directement, moyennant quoi une couche d'isolation supplémentaire entre la surface de cuisson et les conducteurs chauffants peut être évitée.

Description

DESCRIPTION

La présente invention concerne un système céramique de cuisson avec une surface de cuisson monolithique de grande surface, qui recouvre la totalité de la table de cuisson, avec des zones de cuisson individuellement identifiées et un

procédé pour la fabrication d'un tel système céramique de cuisson.

Les systèmes céramiques de cuisson sont constitués d'une surface plane de cuisson sur la surface supérieure de laquelle est disposé le récipient de cuisson, cette surface étant chauffée par des systèmes de chauffage se trouvant en dessous de la surface de cuisson, p. ex. des éléments thermiques halogènes ou chauffant

par rayonnement.

La surface de cuisson est, dans ce cas, constitué en matériaux à faible dilatation, par exemple de la vitrocéramique du type connu sous la désignation Ceran. Parallèlement à ces systèmes céramiques de cuisson traditionnels prévoyant un type traditionnel de chauffage, on connaît également des systèmes 15 céramiques de cuisson chauffés de manière directe. Pour ces systèmes de cuisson connus, une couche de chauffage, conductrice d'électricité, fortement liée à la surface de cuisson, est apposée directement sur la face inférieure de la surface de cuisson en lieu et place des éléments thermiques traditionnels. Les avantages des systèmes de cuisson à chauffage direct, par rapport à des systèmes de cuisson avec 20 un mode de chauffage traditionnel, se situent en règle générale dans la moindre température de service nécessaire, dans la meilleure régulation de la puissance calorifique et donc de la température sur la face supérieure de la surface de cuisson, c'est-à-dire des zones de cuisson. De plus, ces systèmes de cuisson avec chauffage direct ont des temps d'amorçage de la cuisson plus réduits et donc un 25 degré d'efficacité plus élevé pour une hauteur de construction inférieure du

système de cuisson.

Les matériaux pour la surface de cuisson de systèmes de cuisson chauffés

directement doivent comporter, parallèlement à une faible dilatation thermique, une isolation électrique rigoureuse ainsi qu'une bonne conduction thermique.

C'est pourquoi pour des systèmes de cuisson chauffés de manière directe, de la vitrocéramique est éventuellement utilisée comme cela est illustré dans WO 00/15005. On prévoit aussi en parallèle l'utilisation de céramiques, de préférence non obtenues par voie d'oxydation, telles que p. ex. le Si3N4, selon EP 0 853 444 A2 ou du SiC, selon DE 198 35 378 ou du AlN. En ce qui concerne les caractéristiques requises pour le matériau de la

surface de cuisson pour des systèmes de cuisson à chauffage direct, il est connu que la résistance électrique spécifique diminue au fur et à mesure que la température s'accroît. Ceci est vrai en particulier pour des vitrocéramiques LAS 1 0 (Lithium Aluminium Silicate) telles que celles connues sous la désignation Ceran.

Pour des températures de service de systèmes de cuisson chauffés directement, d'un maximum de 4501C, la résistance électrique spécifique ne dépasse pas les 106 Q cm. Cette résistance ne suffit toutefois pas à satisfaire aux exigences portant sur les rigidités diélectriques de 3750 V (norme de l'UE), ou de 1000 V 1 5 (norme des Etats-Unis). Pour satisfaire à ces exigences, une couche additionnelle, isolant électriquement, devient nécessaire entre la surface de cuisson vitrocéramique et la couche rapportée de conducteurs chauffants. De telles couches d'isolation peuvent être constituées p. ex. de AL203 (DE 198 17 194 AI) ou d'émail vitrifié (DE 198 45 102 AI). Selon DE 198 35 378 Ai on connaît des 2 0 couches en BN ou en colles céramiques. On connaît aussi par ailleurs, dès à présent, les matériaux tels que le mullite ou la cordiérite. Selon la résistance électrique spécifique de ces matériaux, les couches d'isolation électrique ont des

épaisseurs pouvant atteindre quelques 100 gm.

Lors de leur utilisation dans un système de cuisson chauffé directement, 2 5 ces couches d'isolation nécessaires sont toutefois à leur tour à l'origine d'une série d'inconvénients. Dans la mesure o pour les couches d'isolation, les matériaux n'ont qu'une conductibilité thermique relativement faible, le rendement du système de cuisson diminue au fur et à mesure que la couche d'isolation augmente. De plus, en raison des différences entre les coefficients de dilatation de 30 la vitrocéramique et le matériau d'isolation, il se crée des contraintes thermiques qui ne permettent que difficilement la réalisation d'un composé mécaniquement stable. Il est aussi fréquemment difficile d'éviter que ces couches comportent des irrégularités de surface ou des porosités à proximité de la surface, qui rendent plus difficile l'application de minces circuits de conducteurs chauffants de seulement quelque Ulm d'épaisseur. Finalement, la fabrication des couches, c'est-à-dire 5 l'application des matériaux des couches, pour une isolation conforme à l'épaisseur de couche exigée, sur la surface de cuisson en vitrocéramique, ainsi que la cuisson subséquente de ces couches, réclament une dépense technique complémentaire

non négligeable, en particulier une dépense au niveau de la fabrication.

Le problème de la désadaptation thermique de la vitrocéramique et des 10 matériaux d'isolation peut être limité par l'application d'une couche ductile, métallique, entre la surface de cuisson et la couche d'isolation. En raison des couches supplémentaires, les contraintes résultant de la désadaptation peuvent être allégées (DE 31 05 065 C2). Si cette couche métallique est de plus mise à la terre, on peut en obtenir un avantage supplémentaire, car celle-ci sert d'électrode de 15 protection contre les ruptures diélectriques entre le récipient de cuisson sur la zone de cuisson et le conducteur chauffant. Il en résulte éventuellement une diminution des exigences électriques concernant la couche d'isolation, de telle manière que celle-ci peut par exemple être réduite en épaisseur. Lors de l'utilisation d'une telle couche métallique intermédiaire il reste toutefois à prendre également en compte

2 0 la dépense supplémentaire pour la fabrication des couches.

Un avantage essentiel lors de l'utilisation des céramiques non obtenues par oxydation, mentionnées ci-dessus, telles que le Si3N4, le SiC et le AIN, pour une surface de cuisson par rapport à une surface de cuisson en vitrocéramique, réside dans le fait que ces céramiques comportent des résistances électriques spécifiques 25 très élevées. En raison de cette caractéristique, les couches additionnelles isolant électriquement, les couches décrites, assurant une isolation électrique supplémentaire entre la surface de cuisson et les conducteurs chauffants, peuvent, en règle générale, être supprimées ici sans descendre en dessous de la limite de

rigidité diélectrique exigée.

3 0 Un inconvénient essentiel des céramiques citées par rapport aux vitrocéramiques résulte toutefois de leurs coefficients de dilatation significativement plus élevés de > 3.10-6.K-1. Lors de l'utilisation de grandes plaques de cuisson monolithiques réalisées dans ces matériaux, qui recouvrent, de manière similaire à ce qui se produit pour les surfaces de cuisson en vitrocéramique, la totalité de la table de cuisson, des contraintes mécaniques très 5 élevées se manifestent en raison des différences de températures entre les différentes zones de cuisson et les zones périphériques non chauffées. Ceci peut d'une part avoir pour conséquence un gauchissement des zones de cuisson ne correspondant pas à la norme, de telle manière qu'une prise d'appui plane du fond du récipient de cuisson sur la zone de cuisson n'est plus assurée et qu'ainsi le 10 rendement du système de cuisson se trouve significativement réduit. D'autre part, il y a également un risque important que les contraintes thermiques se manifestant excédent la solidité du matériau dont chacune des surfaces de cuisson est constituée, ce qui occasionne des cassures, des fissures et des défauts de ce genre

dans la surface de cuisson.

Un autre inconvénient résulte aussi des conductibilités thermiques élevées de ces matériaux céramiques > 30 W/mK pour du Si3N4, et > 100 W/mK pour du SiC et du AIN, qui ont pour effet de provoquer un échauffement excessif des zones périphériques des surfaces de cuisson monolithiques de grandes surfaces, ce qui compromet les possibilités d'encastrement et nuit à la sécurité d'exploitation. 20 Dans la mesure o les zones en dehors des zones de cuisson s'échauffent

fortement, cela occasionne par ailleurs des pertes d'énergie.

Pour toutes ces raisons, il n'est pas possible de fabriquer des surfaces de cuisson monolithes de grandes surfaces à partir des céramiques citées, sans être obligé de prendre en compte des inconvénients significatifs. Les différentes 25 surfaces de cuisson ne peuvent avoir en substance que la taille de la zone de cuisson souhaitée et sont insérées dans des évidements correspondants de la plaque recouvrant la table de cuisson et fixées dans la zone périphérique, entre la plaque de cuisson et la plaque de couverture au moyen de mélanges organiques d'étanchéité. Par rapport à des surfaces de cuisson monolithiques en vitrocéramique,

cette construction a du point de vue de sa structure de nombreux inconvénients.

D'une part, elle ne préserve pas l'impression esthétique d'une grande surface de cuisson homogène, monolithique. D'autre part, de par l'encastrement de plaques de cuisson individuelles dans la plaque de couverture, il ne sera plus possible de respecter une hauteur uniforme entre les plaques de cuisson et la plaque de 5 couverture qui les entoure et qui les intègre. Et finalement, en raison des zones de jonction entre les différentes plaques de cuisson et la plaque de couverture, la facilité de nettoyage de la surface de cuisson s'en trouve fondamentalement affectée. L'objectif de l'invention est de créer un système céramique de cuisson du 10 type mentionné au début, pour lequel la surface de cuisson constituée en un matériau céramique recouvre, tout au moins partiellement, la table de cuisson et qui comporte une faible conductibilité thermique ainsi qu'une faible dilatation thermique. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint dans la mesure o la 15 surface de cuisson est constituée d'une vitrocéramique frittée à faible dilatation, qui contient au moins 90%, de préférence au moins 92% de la phase cristalline

principale de la cordiérite.

Dans le cadre de ce système céramique de cuisson on utilise une vitrocéramique frittée qui comporte une phase cristalline principale de la 2 0 cordiérite. Cette vitrocéramique frittée comporte une dilatation thermique

inférieure à 1,5. 10-6. K-1, de préférence inférieure à 1.10-6. K-1 dans le domaine des températures entre 20 et 500'C. Dans la mesure o ce matériau a également une conductibilité thermique de 2-4 W/mK, il est possible de fabriquer une surface de cuisson monolithique de grande surface, intégrant des zones de cuisson 25 identifiées individuellement.

Selon un mode de réalisation préféré, la vitrocéramique frittée contient, en tant que composants secondaires cristallins, du TiO2 et/ou du ZrO2 et/ou du ZrSiO4, et a une conductibilité thermique de 4 à 4,5 W: mK à la température

ambiante, et de 2 à 3 W/mK à une température de 450'C.

Le coefficient d'élasticité de la vitrocéramique frittée est supérieur à GPa, de préférence supérieur à 140 GPa et a, avec une valeur de tkîoo supérieure à 650'C, de préférence supérieure à 850'C, un grand effet d'isolation

électrique élevé.

Les matériaux de base pour la vitrocéramique frittée sont en % en poids, 14-16 MgO, 32-35 A1203, 48-57 SiO2, 0-2 K20, 0-2 B203 ainsi que 0-8 TiO2 et/ou ZrO2. Les caractéristiques mécaniques, électriques, thermospécifiques et géométriques de ce système céramique de cuisson suffisent aux exigences standards. Conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention, il est prévu 10 que les zones de cuisson de la surface de cuisson peuvent être chauffées directement par des circuits de conducteurs chauffants appliqués directement sur la face inférieure de la surface de cuisson. Dans le cadre d'un tel aménagement, il est possible, compte tenu de la bonne isolation électrique du matériau de la surface de cuisson, de renoncer en particulier à une couche d'isolation entre la 15 surface de cuisson et les couches de conducteurs chauffants. A cette occasion, il est particulièrement avantageux que la surface de cuisson soit conçue sous la forme d'un corps de grande surface, monolithique, couvrant la totalité de la table de cuisson. Les inconvénients correspondant à l'état de la technique antérieure,

précisés précédemment, sont alors supprimés aisément.

Le système céramique de cuisson représente un produit stable pour une longue période, qui offre, par rapport aux systèmes de cuisson traditionnels, des possibilités de réglage de la température sensiblement améliorées et un rendement accru. A cela s'ajoute la réduction des dépenses en matériaux et des dépenses de

fabrication grâce à la suppression de la couche d'isolation.

2 5 En particulier, en raison de la dilatation thermique mentionnée, de la faible conductibilité thermique et du coefficient d'élasticité élevé de la vitrocéramique frittée, le gauchissement des aires occupées par les zones de cuisson pour une température de service de la face supérieure de la zone de cuisson de 420'C est

inférieur à 0,1 mm.

3 0 Lors de la fabrication du système céramique de cuisson, on utilise pour la vitrocéramique frittée une poudre constituée d'un mélange de poudres d'un verre cristallisé de base et d'au moins un autre composant supplémentaire obtenu par voie d'oxydation. Dans ce cas, la part des autres composants obtenus par voie d'oxydation représente de 2 à 8 % en poids du mélange de poudre et on utilise en tant que composants obtenus par voie d'oxydation, du TiO2 et/ou du ZrO2 et/ou du ZrSiO4. La base de la poudre de verre cristallisé est constituée, en % en poids, de 14-16 MgO, de 32-35 A1203, de 48-57 SiO2, de 0-2 B203, de 0-2 K20. A partir de la poudre de verre, on obtient avec une température supérieure à 900'C, de la

cordiérite en tant que phase cristalline principale.

Conjointement avec les autres composants obtenus par voie d'oxydation, 10 de 2 - 8 en % en poids du mélange de poudre constitué de TiO2 et/ou de ZrO2 et/ou de ZrSiO4, le verre cristallisé de base est ensuite broyé en une poudre dont

les grains ont une grosseur moyenne de 1-3 gim.

Le mélange de poudre broyé et comportant des grains de la grosseur précédemment indiquée est ensuite moulé par pression sous forme de plaques de 15 la taille de surfaces de cuisson, qui sont frittées à des températures entre 1250 et

1400'C, de préférence entre 1320 et 1360'C pour obtenir des corps solides.

Les surfaces de cuisson ainsi fabriquées peuvent servir, dans des systèmes de cuisson, de surfaces de cuisson, voire permettant de faire rôtir, ainsi que de

plaques de maintien de température dans des appareils prévus à cet effet.

En raison de leur faible dilatation thermique allant de 1 à 3.10-6. K-1 et de leurs résistances électriques spécifiques en même temps très élevées, significativement supérieures à 1014 çQ cm, les matériaux en cordiérite, sur la base du système ternaire MgO-AI203-SiO2, sont des matériaux fréquemment utilisés en électronique. Des coefficients de dilatation thermique particulièrement bas < 1,5.10-6 K-1 (domaine allant de 20 à 500'C) peuvent être obtenus en faisant en sorte, d'une part, que le taux d'impuretés soit maintenu à un niveau bas, et d'autre part, qu'il y ait une teneur élevée en phase cristalline de la cordiérite dans le matériau. Ces conditions peuvent être remplies de manière satisfaisante lorsque le matériau est 30 fabriqué non pas selon le mode de fabrication de la céramique qui est utilisé le plus souvent dans des fabrications à l'échelle industrielle, à partir de matières

premières partiellement naturelles, mais sous la forme de vitrocéramique frittée.

Dans ce cas, en règle générale, des matières premières comparativement pures sont transformées par voie de fusion en un granulat de verre, qui est ensuite broyé.

A partir de la poudre, on fabrique des pièces moulées au moyen de procédés de fabrication céramiques traditionnels, ces pièces étant ensuite frittées. Pendant le déroulement du processus de frittage, s'opère la recristallisation de la phase

cristalline de la cordiérite.

A côté de la faible dilatation thermique et des résistances électriques élevées, les matériaux en cordiérite possèdent aussi, comparativement, une 10 solidité élevée (coefficient d'élasticité > 120 GPa) ainsi que des conductibilités thermiques entre 2 et 5 W/mK. Toutes ces caractéristiques mentionnées rendent les matériaux à base de cordiérite, tout particulièrement sous la forme de vitrocéramiques frittées, particulièrement adaptés et intéressants pour une

utilisation dans le cadre de surfaces de cuisson.

La mise en oeuvre de vitrocéramiques frittées à base de cordiérite en tant que matériaux servant, par exemple, de matières de charge, de substrats ainsi qu'à la production de moules, est connue depuis longtemps. Les composés des vitrocéramiques frittées à base de cordiérite se situent, en règle générale, avec un % en poids de 13-18 MgO, de 30-38 A1203 et de 48-54 SiO2, non loin de la 20 synthèse stoechiométrique de la phase cristalline pure de la cordiérite. Souvent,

des composants supplémentaires obtenus par voie d'oxydation, tels que le B203 ou le K20, sont rajoutés en quantités équivalantes à quelques % en poids, en tant qu'aides au frittage. Ceci favorise en particulier le durcissement des moules fabriqués par moulage ou par le biais du coulage de barbotine, lors du processus 25 de frittage qui suit.

Comme indiqué, la condition à satisfaire pour parvenir à un coefficient de dilatation thermique du matériau aussi faible que possible est celle d'une haute teneur en phase cristalline de la cordiérite dans la vitrocéramique frittée. Pour y parvenir, il est avantageux de soumettre le verre de départ à un traitement réitéré 30 par cristallisation. Dans ce cas, un premier processus de cristallisation peut déjà être appliqué au niveau du granulat de verre ou de la poudre broyée. Dans le cas de moules à fritter, il s'opère alors une cristallisation supplémentaire pendant le

processus de frittage.

Le tableau 1 représente, en guise d'exemples de réalisations, quelques composés de vitrocéramiques frittées à base de cordiérite examinés dans le cadre de l'invention. Les mélanges ont été fondus (1550 C, 2h) et transformés en granulats de

verre par trempage. Les granulats ont été convertis en poudre de verre par broyage (grosseur moyenne des grains d'env. 6 gm) et celle-ci a été soumise à un traitement par cristallisation à des températures entre 1020 et 1080 C, pendant une 10 durée allant de 4 à 8h.

Les caractéristiques de ces matériaux en poudre les plus importantes pour les applications aux surfaces de cuisson ont été déterminées à partir d'échantillons de grains (provenant des poudres A à E) moulés par pression uniaxiale et frittés à une température uniforme de 1350 C pendant une durée de 5 h (tableau 1). 15 Tableau 1: composés de verres de départ pour des vitrocéramiques frittées à base de cordiérite (indications en % en poids)

A B C D E

MgO 15,1 14,5 14,5 14,2 14,2 Al203 32,7 34,1 34,1 34,0 34,0 SiO2 52,2 50, 4 50,4 49,8 49,8

B203 - 1,0 - 2,0 1,0

K20 - - 1,0 - 1,0

ct20/500 (10-6K-1) 1,08 0,81 0,92 0,92 0,88 log p (pour une 10,0 9,6 9,7 9,9 9,8 température de 400 C) Les poudres décrites ci-dessus, précristallisées et contenant donc déjà de la phase cristalline de la cordiérite, peuvent être utilisées à présent directement pour la fabrication de moules dans des formats correspondant à des surfaces de 20 cuisson. On a toutefois constaté qu'un mélange d'autres composants obtenus par voie d'oxydation, en forme de poudre, en particulier le TiO2, le ZrO2 et/ou le ZrSiO4, avec les poudres mentionnées ci-dessus, en quantités allant jusqu'à 10 % en poids, aboutissait à une amélioration des caractéristiques électriques, en particulier à une augmentation de la résistance électrique spécifique, ainsi qu'à une augmentation des solidités du matériau fritté, sans que d'autres caractéristiques importantes, telles qu'en particulier le coefficient de dilatation thermique ainsi que le comportement au frittage des moules fabriqués à partir des poudres, n'en pâtissent. Le tableau 2 représente différents mélanges de poudres examinés (des composites), des poudres provenant de la phase cristalline de la 10 cordiérite et quelques composants supplémentaires en forme de poudre, obtenus

par voie d'oxydation (les indications sont en % en poids).

Les mélanges de poudres ont été mélangés dans des broyeurs à boules pendant une durée de 5 heures. En ce qui concerne une répartition optimale des grosseurs de grain de ces mélanges de poudres, il était apparu que des grosseurs 15 de grain moyennes, entre 1 et 3 pin, étaient avantageuses pour le traitement ultérieur des poudres. Pour la détermination des caractéristiques des matériaux, des échantillons de grains ont été fabriqués par pression uniaxiale à partir des mélanges de poudres, et ceux-ci ont ensuite été frittés (1350'C/5h). Les caractéristiques des matériaux des vitrocéramiques frittées sont présentées dans le

2 0 tableau 3.

Tableau 2: mélanges de poudres obtenues à partir du verre de base, à base de cordiérite, et de composants ajoutés obtenus par voie d'oxydation (indications en % en poids.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Poudre A 98 94 96 Poudre B 94 96 Poudre C 96 94 Poudre D 92 96 Poudre E 92 Poudre TiO2 2 6 Poudre ZrO2 6 4 8 Poudre ZrSiO4 4 4 6 4 8 Tableau 3 caractéristiques des matériaux des mélanges de poudre frittés

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

A g/cm3 2,63 2,67 2,65 2,67 2,65 2,64 2,68 2,69 2,65 2,68 C20/5oo Ppm/K 1, 10 1,18 1,15 0,93 0,89 0,98 1,05 1,09 1,02 1,12 E GPa 129 136 132 139 135 128 141 142 138 145 logp 10,2 10,6 10,5 9,9 10,8 10,5 11,2 11,4 10,6 11,8

(400 C)

X W/m 3,0 3,1 3,2 3,5 3,3 3,2 3,4 3,2 3,3 3,0

(400 C) K

Pour la fabrication de moules selon les géométries des surfaces de cuisson traditionnelles à partir des composés de poudre décrits ci-dessus, le procédé de la compression à chaud a fait ses preuves. A cette occasion, la poudre versée dans une forme appropriée est soumise à une compression uniaxiale et en même temps, 5 à cette occasion, pour le frittage, au traitement thermique approprié. Par rapport à des procédés traditionnels de moulage et de frittage ce procédé offre, au moment de la fabrication de plaques de grand format, des avantages significatifs, en particulier en ce qui concerne la stabilité dimensionnelle des moules ainsi que la

qualité de leur surface.

Pour la fabrication des géométries définitives ou de qualités de surfaces correspondantes, les plaques frittées sont ensuite soumises à des processus de traitement à froid. Les plaques en vitrocéramique à base de cordiérite fabriquées dans les conditions décrites ci-dessus peuvent être utilisées directement en tant que surface de cuisson pour des systèmes de cuisson chauffés de manière traditionnelle ou en tant que surface de maintien de température dans des appareils prévus à cet effet. 10 Pour une utilisation dans des systèmes de cuisson à chauffage direct, dans le cadre d'une autre étape, on applique sur la face inférieure de la plaque, au niveau des zones prévues en tant que zones de cuisson, des circuits conducteurs chauffants appropriés. On procède à cette application par le biais de procédés connus, tels que par exemple, l'impression en surcharge ou le revêtement par 15 thermo-injection. Selon l'invention, une application préalable d'une couche

d'isolation électrique n'est pas nécessaire. Après l'établissement des contacts électriques des circuits conducteurs chauffants, incluant, le cas échéant, l'intégration de couples thermoélectriques, ce qui entraîne une plus grande facilité de réglage, on insère la surface de cuisson à chauffage direct dans le châssis2 0 support de l'appareil de cuisson.

A l'occasion d'essais d'échauffement avec les surfaces de cuisson à chauffage direct, en vitrocéramique frittée à base de cordiérite, décrites et fabriquées précédemment, on a mesuré dans l'aire des zones de cuisson, pour des températures de la face supérieure de la surface de cuisson de 420'C, des

2 5 gauchissements de la surface des zones de cuisson (0 de 1 80 mm) de < 0,1 mm.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Système céramique de cuisson comportant une surface de cuisson de

grande surface, monolithique, qui recouvre la table de cuisson au moins partiellement, avec au moins une zone de cuisson identifiée, caractérisé en ce que la surface de cuisson est constituée d'une vitrocéramique frittée à faible dilatation, 5 qui contient au moins 90%, de préférence au moins 92% de la phase cristalline principale de la cordiérite.

2. Système céramique de cuisson selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitrocéramique frittée contient du TiO2 et/ou du ZrO2 et/ou ZrSiO4 en

tant que composants secondaires cristallins.

1 0 3. Système céramique de cuisson selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la dilatation thermique de la vitrocéramique frittée est inférieure à 1,5.10-6. K-, de préférence inférieure à 1.10-6 K-1 dans le domaine des

températures entre 20 et 500'C.

4. Système céramique de cuisson, selon l'une des revendications 1 à 3, 15 caractérisé en ce que la vitrocéramique frittée comporte une conductibilité

thermique de 4 à 4,5 W/mK à la température ambiante, ainsi que de 2 à 3 W/mK à

une température de 450'C.

5. Système céramique de cuisson selon l'une des revendications 1 à 4,

caractérisé en ce que le coefficient d'élasticité de la vitrocéramique frittée est

2 0 supérieur à 120 GPa, de préférence supérieur à 140 GPa.

6. Système de céramique de cuisson selon l'une des revendications 1 à

, caractérisé en ce que la vitrocéramique frittée, avec une valeur de tklIO supérieure à 650'C, de préférence supérieure à 800'C, a un effet d'isolation

électrique élevé.

7. Système céramique de cuisson selon l'une des revendications 1 à 6,

caractérisé en ce que la vitrocéramique frittée contient en % en poids, 14-16 MgO,

32-35 A1203,48-57 SiO2, 0-2 K20, 0-2 B203 ainsi que 0-8 TiO2 et/ou ZrO2.

8. Système céramique de cuisson selon l'une des revendications 1 à 7,

caractérisé en ce que les zones de cuisson de la surface de cuisson peuvent être chauffées directement par des circuits de conducteurs chauffants appliqués

directement sur la face inférieure de la surface de cuisson.

9. Système céramique de cuisson selon l'une des revendications 1 à 8,

caractérisée en ce que le gauchissement des aires occupées par les zones de cuisson est inférieur à 0,1 mm pour une température de service de la face

supérieure de la zone de cuisson de 420'C.

10. Procédé pour la fabrication d'un système céramique de cuisson selon

l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la vitrocéramique frittée est élaborée à partir d'une poudre constituée d'un mélange de poudres d'un verre 10 cristallisé de base ainsi que d'au moins un composant supplémentaire obtenu par

voie d'oxydation.

I 1. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la part des autres composants obtenus par voie d'oxydation représente 2 à 8 % en poids du

mélange de poudres.

12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce qu'on utilise en tant que composants obtenus par voie d'oxydation, du TiO2 et/ou du

ZrO2 et/ou du ZrSiO4.

13. Procédé selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce

qu'on utilise une poudre de verre cristallisé composée en % en poids de 14-16

2 0 MgO, de 32-35 A1203, de 48-57 SiO2, de 0-2 B203 et de 0-2 K20.

14. Procédé selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisée en ce

qu'à partir de la poudre de verre, on obtient, avec une température supérieure

à 900'C, de la cordiérite en tant que phase cristalline principale.

15. Procédé selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisée en ce 25 que le verre cristallin de base est moulu avec les autres composants obtenus à base

d'oxydation, pour obtenir une poudre dont les grains ont une grosseur moyenne de

1-3 um.

16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'à partir du mélange de poudres moulues on moule par pression des plaques dont la taille est 30 celle de surfaces de cuisson, et en ce que ces plaques sont frittées à des

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températures entre 1250 et 1400'C, de préférence entre 1320 et 1360'C, pour obtenir des corps solides.