Carbure de silicium et carbure de tungstène

Comment mieux comprendre le carbure de silicium par rapport à l'aluminium ? carbure de tungstène. Cet article propose une analyse comparative du silicium carbure (SiC) et le carbure de tungstène (WC), en mettant l'accent sur leurs propriétés et leurs applications industrielles.

1. Carbure de silicium (SiC)

Densité : 3,2 g/cm³.

Variantes primaires :

SiC noir (α-SiC, pureté 98,5%) : Il présente une ténacité plus élevée que le SiC vert et est principalement utilisé pour l'usinage de matériaux peu résistants à la traction (verre, céramique, fonte).

SiC vert (α-SiC, pureté >99%) : Propriétés d'auto-affûtage supérieures, idéal pour les carbures cémentés, les alliages de titane et l'affûtage de précision des outils en acier rapide.

SiC cubique : cristal jaune-vert synthétisé par des méthodes spécialisées, utilisé pour l'usinage ultra-précis des roulements, réduisant la rugosité de surface de Ra 32-0,16 μm à Ra 0,04-0,02 μm.

Propriétés principales :

Conductivité thermique élevée (120-490 W/m-K)

Comportement semi-conducteur avec résistance à l'oxydation jusqu'à 1600°C

Chimiquement inerte dans les environnements acides/alcalins (pH 3-11)

Applications :

Revêtements d'aubes de turbines (prolonge la durée de vie de 100-200%)

Réfractaires à haut rendement énergétique (faible dilatation thermique, résistance élevée aux chocs thermiques)

Désoxydants dans la fabrication de l'acier (degré de pureté 85%)

Éléments chauffants (par exemple, barres de carbure de silicium)

2. Nitrure de silicium (Si₃N₄)

Structure : Réseau 3D en forme de diamant.

Propriétés :

Point de fusion : 1900°C

Densité : 3,2-3,4 g/cm³ | Dureté : 1500-1900 HV

Résistance à la flexionModule d'élasticité : 600-1000 MPa | Module d'élasticité : 310 GPa

Stable dans l'air jusqu'à 1450-1550°C

Soluble dans l'HF ; inerte dans l'eau et les acides dilués

3. Carbure de tungstène (WC)

Structure : Cristal hexagonal (éclat métallique).

Propriétés :

Densité : 15,63 g/cm³ (18°C) | Point de fusion : 2870°C

Insoluble dans H₂O, HCl, H₂SO₄ ; soluble dans les mélanges HNO₃-HF

La fragilité est réduite par l'ajout de Ti/Co (1-5 wt%)

Synthèse :

Produit par cémentation de poudre de tungstène à 1400-1600°C.

Le WC dérivé d'oxydes nécessite un traitement sous vide à 1500°C.

Applications :

Outils de coupe (avec additifs TiC/TaC pour la résistance aux chocs)

Composants à haute température (buses en carbure, les moteurs à réaction, joints en carbure)

Aperçu structurel :
Les atomes de carbone occupent des sites interstitiels dans le réseau de tungstène, formant une solution solide interstitielle.

4. Durée de vie des garnitures mécaniques dans les pompes à eaux usées

[Q] : Quelle est la durée de vie des garnitures mécaniques des pompes à eaux usées ?
[A] : Dépend du matériau et des conditions de fonctionnement :

Carbure de tungstène : 1-2 ans

Carbure de silicium : ~1 an

Céramique : <6 mois