Carbure de fer

Un carbure de fer est un composé chimique du fer et du carbone.

Le principal carbure de fer est la cémentite Fe₃C, un composant des aciers et des fontes. La cémentite existe aussi à l'état naturel sous la forme du minéral appelé cohénite, qu'on a d'abord découvert dans des météorites de fer et des météorites mixtes, puis qu'on a trouvé sur Terre dans des environnements particulièrement réducteurs.

Un autre carbure de fer, Fe₅C₂, se forme parfois lors de la fusion des métaux ferreux. En 2019 on l'a découvert à l'état naturel dans la météorite de Wedderburn ; ce nouveau minéral a été dénommé edscottite.

En 1975 on découvre un troisième carbure de fer, Fe₇C₃, stable au-dessus de 6 GPa^[1],[2]. En 2009, la fusion de Fe₇C₃ et de Fe₃C est étudiée jusqu'à 70 GPa^[3] ; l'extrapolation de ses résultats indique que Fe₇C₃ doit remplacer Fe₃C au solidus du système Fe-C vers 120 GPa^[3], faisant de Fe₇C₃ la phase probable du carbone dans le noyau interne de la Terre^[4].

Notes et références

1. (en) L. E. Shterenberg, V. N. Slesarev, I. A. Korsunskaya et D. S. Kamenetskaya, « The experimental study of the interaction between the melt, carbides and diamond in the iron-carbon system at high pressures », High Temperatures - High pressures, vol. 7, n^o 5,‎ 1975, p. 517-522.
2. (en) Akihiro Tsuzuki, Sumihito Sago, Shin -Ichi Hirano et Shigeharu Naka, « High temperature and pressure preparation and properties of iron carbides Fe₇C₃ and Fe₃C », Journal of Materials Science (en), vol. 19,‎ 1984, p. 2513-2518 (DOI 10.1007/BF00550805).
3. (en) O. T. Lord, M. J. Walter, R. Dasgupta, D. Walker et S. M. Clark, « Melting in the Fe–C system to 70 GPa », Earth and Planetary Science Letters, vol. 284, n^os 1-2,‎ 30 juin 2009, p. 157-167 (DOI 10.1016/j.epsl.2009.04.017 ).
4. (en) Bin Chen, Zeyu Li, Dongzhou Zhang, Jiachao Liu, Michael Y. Hu et al., « Hidden carbon in Earth’s inner core revealed by shear softening in dense Fe₇C₃ », PNAS, vol. 111, n^o 50,‎ 1^er décembre 2014, p. 17755-17758 (DOI 10.1073/pnas.1411154111 ).