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Concept
Carbure de tungstène
Résumé
Le carbure de tungstène est un composé chimique de formule WC. Il s'agit d'une céramique réfractaire ultradure, avec une raideur environ le double de celle de l'acier et un module de Young d'environ . Sa masse volumique est également double de celle de l'acier, intermédiaire entre celles du plomb et de l'or. Sa dureté est comparable à celle du corindon α-, et il ne peut être poli qu'avec les abrasifs les plus durs, comme le nitrure de bore cubique et le diamant.
Il est généralement commercialisé sous forme d'une poudre grise très inflammable à partir de laquelle sont réalisées par frittage des pièces en carbure de tungstène massif.
Le carbure de tungstène a un point de fusion d'environ et un point d'ébullition d'environ à pression atmosphérique. Sa conductivité thermique vaut et son coefficient de dilatation thermique est de .
C'est un matériau très dur, avec une dureté Vickers d'environ , et de 9 sur l'échelle de Mohs. Il présente un module d'Young d'environ , un module d'incompressibilité de , un module de cisaillement de , une résistance à la traction de , une résistance à la compression de et un coefficient de Poisson 0,31.
La faible résistivité électrique du carbure de tungstène, d'environ , est comparable à celle de certains métaux comme le vanadium.
Il existe deux polymorphes de carbure de tungstène. La forme hexagonale, dite alpha (α-WC), est stable à température ambiante et appartient au groupe d'espace Pm2 (, symbole de Pearson hP2). Les atomes de tungstène s'empilent l'un au-dessus de l'autre en formant des couches hexagonales entre lesquelles les atomes de carbone remplissent la moitié des interstices, ce qui confère à l'ensemble une structure trigonale prismatique régulière dans laquelle les atomes métalliques présentent une coordinence de 6. Il est possible de déduire la longueur des liaisons dans le cristal à partir de la maille cristalline, ce qui donne entre atomes de tungstène dans les couches hexagonales, au minimum entre atomes de tungstène de couches adjacentes, et pour la liaison tungstène–carbone.
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