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Le carbure de titane est similaire à bien des égards au carbure de tungstène, et est utilisé à la fois sous sa forme pure et en partie dans la préparation du cermet, pour augmenter la résistance des outils pour les machines. En raison de ses propriétés réfractaires et de sa capacité à agir comme lubrifiant, le carbure de titane est utilisé dans l'usinage et dans d'autres applications générant une chaleur et une friction élevées.
Apparence et origine
Le carbure de titane a une coloration entre le noir et le brun clair à foncé, et une consistance poussiéreuse. Dans sa forme pure, lorsqu'il n'est pas mélangé à d'autres substances, il est fin et glissant au toucher. Il peut être synthétisé en plaçant des particules de titane, de dioxyde de titane ou d'un sel de titane sur le carbone et en le chauffant à des températures élevées, et les particules seront recouvertes de carbone par leur pyrolyse. Ces particules sont ensuite chauffées dans une atmosphère inerte pour produire du carbure de titane. Des études sur le carbure de titane trouvé dans les météorites ont également conclu qu'il peut se former pendant la phase de perte de masse catastrophique d'une étoile décroissante, qui dure environ 100 ans.
Propriétés lubrifiantes
Le potentiel du carbure de titane comme lubrifiant a été testé (à l'échelle microscopique, en utilisant la microscopie à force atomique) pour comparer ses propriétés de frottement avec celles du nitrure de titane et du chlorure de vinyle. Le carbure de titane présentait le moins de friction des trois. Ses propriétés lubrifiantes étaient supérieures à celles d'autres substances, quelles que soient la forme et la composition des échantillons utilisés pour le test. Les autres substances présentaient également une forte dépendance vis-à-vis de la composition de la contre-face, que le carbure de titane n'avait pas.
Résistance à l'usure
Le carbure de titane est très résistant à l'usure et à la corrosion causées par l'exposition au temps. Bien qu'il puisse être utilisé avec de nombreuses autres substances pour augmenter sa durabilité, certaines substances réagissent mal. Par exemple, l'oxydation d'un matériau de carbure de tungstène et de cobalt est augmentée par l'ajout d'un mélange de 6 à 30% de carbure de titane, et ce mélange plus fragile est plus susceptible de se casser, s'il est forcé, que le matériel d'origine.
Dureté
Le carbure de titane est une substance dure qui, combinée à ses propriétés lubrifiantes, en fait une substance intéressante pour le revêtement des forets. Si une pièce de l'outil ne contient pas de tungstène, elle peut être réalisée avec du carbure de titane dans un cermet avec une matrice de nickel et de cobalt. Cela augmentera la vitesse de coupe, ainsi que la précision de l'outil et la douceur de la pièce.
Résistance à la chaleur
Le carbure de titane est très résistant à la chaleur. Son point de fusion est de 3880 ºC et son point d'ébullition de 5 500 ºC. Dans des comparaisons en laboratoire avec sept autres compositions similaires, il s'est avéré avoir la plus haute tolérance à la chaleur. Il est souvent utilisé dans les céramiques de haute technologie et comme bouclier thermique dans les vaisseaux spatiaux pour le protéger de la chaleur autrement destructrice générée en rentrant dans l'atmosphère de la planète.
