Le Tungstène le métal possédant le point de fusion le plus élevé

Vous avez tous déjà acheté une ampoule à incandescence, mais connaissez-vous le point commun entre cette ampoule et la mèche d’une perceuse ? Leur point commun est le métal qui les compose : le tungstène. Grâce à cet article vous allez en apprendre plus sur ce métal.

Le Tungstène

Le nom de ce métal est suédois, il signifie « pierre lourde ». Dans les pays nordiques, ce métal est désigné par le nom Wolfram d’où son symbole atomique W.

Sa découverte

En 1779 Peter Woulfe a examiné un minerai qui s’avéra être de la Wolframite et il émit l’hypothèse de la présence d’un nouvel élément dans ce minerai.

Quelques années plus tard, en 1781, le chimiste suédois Carl Wilhelm Scheele déduit la présence du tungstène dans ce minerai sans pouvoir l’isoler.

Il faudra attendre 1783 pour que deux frères chimistes espagnols José et Fausto Elhuyar isolent le nouveau métal, la découverte du tungstène leur est attribuée.

Ses caractéristiques physiques

Le tungstène n’est pas très abondant dans la croûte terrestre, sa concentration se situe entre celle du magnésium et de l’argent.

C’est un métal dur facile à travailler lorsqu’il est pur, impur il devient cassant.

Le tungstène est le métal qui possède la plus haute température de fusion, 3422°C. Au-delà de 1650°C, il a la résistance à la traction la plus élevée de tous les métaux.

Il ne s’oxyde qu’en présence de dioxygène à haute température. Grâce au dépôt d’un film d’oxyde protecteur, le tungstène résiste bien à la corrosion. Seul l’acide nitrique peut l’attaquer.

C’est un assez bon conducteur de chaleur et d’électricité. Le tungstène fait partie des métaux les plus denses, presque deux fois plus dense que le plomb.

Les utilisations du Tungstène

En 2015, la consommation mondiale de tungstène était de 82 500 tonnes se répartissant entre trois principales utilisations : les carbures cémentés, les aciers et superalliages, et les demi-produits.

La consommation mondiale de tungstène en 2016 était répartie entre :

Carbures cémentés : 65 %

Aciers, Superalliages : 17 %

Demi-produits : 10 %

Autres : 8 % 

Carbures cémentés

Les carbures sont la principale utilisation du tungstène. Du fait de ses caractéristiques physiques, le tungstène est un excellent métal pour les outils de coupe. En effet, ces outils fonctionnent à haute vitesse ce qui les fait chauffer, le métal qui les constitue doit donc résister à ces températures. 

Le carbure de tungstène est principalement utilisé comme plaquettes d’outils de coupe (55%), dans les trépans de forage (20%), et dans les matériaux d’usure (15%).

Aciers et Superalliages

Le haut point de fusion et la densité du tungstène le rendent intéressant pour confectionner des alliages et des aciers.

À partir de ferrotungstène, un alliage contenant entre 25 et 75% de tungstène, des aciers inoxydables réfractaires peuvent être produits. Les aciers renfermant le plus de tungstène, jusqu’à 18%, sont les aciers à coupe rapide.

Les superalliages contenant de 5 à 7% de tungstène sont utilisés dans l’aérospatial, notamment pour résister aux fortes températures induites par la rentrée atmosphérique.

Demi-produits

Une des plus anciennes utilisations du tungstène à grande échelle fut avec les filaments des lampes à incandescence. Depuis, on peut retrouver du tungstène dans les halogènes et les électrodes des lampes fluorescentes.

Grâce à son haut point de fusion, le tungstène est un des métaux utilisé dans les anticathodes d’appareils de radiographie X, ainsi que dans des éléments de chauffage de fours.

Différents alliages avec du tungstène existent. Les alliages avec du rhénium (3 et 25%) servent à produire des thermocouples supportant de fortes températures, jusqu’à 2600°C. Les alliages avec le fer servent pour confectionner les rotors de gyroscopes. Le cuivre allié au tungstène est utilisé dans les contacts électriques.

Autres utilisations

Parmi les autres utilisations du tungstène, il peut être utilisé comme pigments dans le verre ou les céramiques. Le tungstène peut également servir comme catalyseur.

Recyclage

Le recyclage du tungstène se développe, en 2016, 35% du tungstène consommé mondialement provenait du recyclage. Ce chiffre atteignait 59% aux Etats-Unis en 2015. Le recyclage provient majoritairement des carbures cémentés qui est la principale utilisation du tungstène.

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