La poudre d'alumine n'est pas un produit aux caractéristiques uniformes. C'est la teneur en soude et la surface spécifique qui déterminent ses propriétés.

Les acheteurs continuent de nous envoyer des demandes de devis qui se limitent à “ poudre d’alumine, 99% ”. Ce numéro indique qu’il s’agit d’Al₂O₃. Il ne précise pas si la poudre va se fritter à 1 550 °C, permettre le polissage d'une face d'étanchéité ou rester immobile dans une matrice de béton réfractaire sans se densifier. Pour entamer une discussion constructive, il faut aborder quatre points : la teneur en soude, la surface spécifique, la taille des particules et le degré de calcination vers la phase alpha.

La plupart des poudres industrielles sont initialement sous forme d’hydrate de Bayer. Nous les calcinons, généralement à une température comprise entre 1 100 et 1 500 °C, afin d’éliminer l’eau et de les transformer en α-Al₂O₃. L’intensité de la calcination détermine la taille des cristaux et la surface spécifique BET. Une poudre légèrement calcinée peut présenter une surface spécifique de plusieurs mètres carrés par gramme tout en conservant des phases de transition résiduelles. Une poudre fortement calcinée voit sa surface spécifique chuter à une valeur comprise entre 0,3 et 2 m²/g, forme des cristaux primaires plus grossiers et présente une composition majoritairement en α. L’alumine réactive est la version broyée de ce concept : D50 souvent compris entre 1 et 2 μm, surface spécifique BET comprise entre 1 et 5 m²/g, teneur élevée en alpha, conçue pour le compactage et le frittage. Il s’agit d’un matériau différent d’une alumine calcinée non broyée dont le D50 est compris entre 60 et 80 μm.

La teneur en soude est l'impureté que l'on sous-estime souvent. Les calcines de soude standard présentent une teneur en Na₂O comprise entre environ 0,3 et 0,51 TP3T. Une faible teneur en soude se situe plutôt entre 0,05 et 0,151 TP3T. Une teneur ultra-faible est inférieure à 0,031 TP3T. Le sodium agit comme un fondant. Dans une brique réfractaire, cela peut être acceptable. Dans une pièce d’usure à haute teneur en alumine, un substrat ou un isolant de bougie d’allumage, les résidus de soude favorisent la croissance des grains, réduisent la résistance mécanique et altèrent les performances électriques. Si la pièce doit être blanche, dense et électriquement stable, on ne part pas d’une qualité de soude standard en espérant que le four corrige le problème.

La distribution granulométrique constitue l’autre volet de la densité de tassement. Une poudre réactive fine monomodale remplit une matrice. Une granulométrie plus large peut réduire les besoins en eau d’un béton de coulée si vous la placez entre le granulat tabulaire et la fraction réactive la plus fine. Si vous introduisez un D90 inadapté dans une barbotine, vous obtiendrez soit une roche qui ne se désaérera pas, soit une barbotine qui se tassera avant le coulage. Pour les poudres de polissage, la dureté et la taille des cristaux importent davantage que la frittabilité. Les cristaux grossiers et calcinés à haute température coupent. Les matériaux fins et calcinés à basse température finissent. Même composition chimique sur le sac. Fonctions opposées.

On nous demande également de traiter l’alumine fusionnée et l’alumine tabulaire comme s’il s’agissait de poudre. Ce n’est pas le cas. L’alumine fusionnée est fondue puis broyée. L’alumine tabulaire est frittée à une température comprise entre 1 800 et 1 900 °C pour former des plaques denses, puis broyée en granulats. Ce sont les éléments structurants d’un mélange. Les poudres calcinées et réactives constituent les fines qui doivent assurer la liaison.

Si vous spécifiez de la poudre d’alumine, indiquez les valeurs de Na₂O, BET, D50/D90, la teneur en alpha et le LOI sur la fiche technique avant d’entamer les négociations sur le prix. Une poudre d’Al₂O₃ à 99,51 % (TP3T) contenant 0,41 % (TP3T) de soude et présentant une granulométrie médiane de 70 μm ne se comportera pas comme une poudre réactive à faible teneur en soude de 1,5 μm, même si les analyses semblent très similaires. Le four ne corrige pas un mauvais choix de poudre. Il ne fait que rendre l'erreur irréversible.