Carbure d'hafnium

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Carbure d'hafnium
NaCl polyhedra.png
__ Hf4+     __ C4−
Structure du carbure d'hafnium(IV)
Identification
No CAS 12069-85-1
No EINECS 235-114-1
PubChem 16212551
SMILES
InChI
Propriétés chimiques
Formule brute CHfHfC
Masse molaire[1] 190,5 ± 0,02 g/mol
C 6,3 %, Hf 93,7 %,
Propriétés physiques
fusion 3 890 °C[2]
Masse volumique 12,2 g·cm-3[2]
Précautions
Directive 67/548/EEC[2]
Facilement inflammable
F



Transport[2]
-
   3178   
SGH[2]
SGH02 : Inflammable
Attention
H228, P210, P240, P241, P280,
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le carbure d'hafnium est une famille de composés binaires (en) de carbone et d'hafnium ayant la formule chimique générique HfCx, où x est généralement compris entre 0,5 et 1 ; x = 0.5 correspond ainsi au carbure d'hafnium(II) Hf2C tandis que x = 1 correspond au carbure d'hafnium(IV). Il présente une structure cristalline de type sel gemme pour toutes les valeurs de x[3].

Ce sont des céramiques réfractaires dont la température de fusion atteint environ 3 890 °C. Ils sont cependant assez sensibles à l'oxydation, qui commence dès 430 °C[4].

Le carbure d'hafnium pulvérulent est obtenu par réduction de l'oxyde d'hafnium(IV) avec du carbone de 1 800 à 2 000 °C. L'élimination de tout l'oxygène demande un long temps de traitement. Il est également possible de déposer des couches minces de carbure d'hafnium de haute pureté par dépôt chimique en phase vapeur à partir d'un mélange de méthane, d'hydrogène et de chlorure d'hafnium(IV) (en). La production des carbures d'hafnium reste techniquement compliquée et coûteuse, ce qui limite les applications de ces matériaux malgré leurs propriétés intéressantes, notamment leur dureté (voisine de 9 sur l'échelle de Mohs) et leur température de fusion élevées.

Les HfCx sont paramagnétiques pour x ≤ 0,8 et deviennent diamagnétiques pour x > 0,8. Le carbure de tantale présente le comportement inverse bien qu'il partage la même structure cristalline que le carbure de hafnium[5].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. a, b, c, d et e Carbure d'hafnium(IV), fiche consultée le 15 octobre 2013 sur le site d'Alfa Aesar.
  3. (en) A.A. Lavrentyev, B.V. Gabrelian, V.B. Vorzhev, I.Ya. Nikiforov, O.Yu. Khyzhun et J.J. Rehr, « Electronic structure of cubic HfxTa1–xCy carbides from X-ray spectroscopy studies and cluster self-consistent calculations », Journal of Alloys and Compounds, vol. 462, no 1-2,‎ , p. 4-10 (lire en ligne) DOI:10.1016/j.jallcom.2007.08.018
  4. (en) Shiro Shimada, Michio Inagaki et Kunihito Matsui, « Oxidation Kinetics of Hafnium Carbide in the Temperature Range of 480° to 600°C », Journal of the American Ceramic Society, vol. 75, no 10,‎ , p. 2671-2678 (lire en ligne) DOI:10.1111/j.1151-2916.1992.tb05487.x
  5. (en) Aleksandr Ivanovich Gusev, Andreĭ Andreevich Rempel et Andreas J. Magerl, « Disorder and order in strongly nonstoichiometric compounds: transition metal carbides, nitrides, and oxides », Springer (2001), pp. 513–516. (ISBN 978-3-540-41817-7). Consulté le 3 mai 2011.