Tungstène: Propriétés, Production, Applications et Alliages

Le tungstène est un métal argenté terne avec le point de fusion le plus élevé de tout métal pur.

Aussi connu sous le nom de Wolfram, dont l'élément prend son symbole, W, le tungstène est plus résistant à la fracturation que le diamant et beaucoup plus dur que l'acier. Ce sont les propriétés uniques du métal réfractaire - sa résistance et sa capacité à résister à des températures élevées - qui le rendent idéal pour de nombreuses applications commerciales et industrielles.

Propriétés:

• Atomique Symbole: W
• Numéro atomique: 74
• Element Catégorie: Métal de transition
• Densité: 19. 24g / cm ³
• Point de fusion: 3422 ° C (6192 ° F)
• Point d'ébullition: 5555 ° C (10031 ° F)
• Dureté de Moh: 7. 5

Production:

Le tungstène est principalement extrait de deux types de minéraux, wolframite et scheelite. Cependant, le recyclage du tungstène représente également environ 30% de l'offre mondiale. La Chine est le plus grand producteur mondial de métal, fournissant plus de 80% de l'offre mondiale.

Une fois que le minerai de tungstène a été traité et séparé, sa forme chimique, le paratungstate d'ammonium (APT), est produite. APT peut être chauffé avec de l'hydrogène pour former de l'oxyde de tungstène ou va réagir avec du carbone à des températures supérieures à 1 050 ° C (1925 ° F) pour produire du tungstène métallique.

Applications:

La principale application du tungstène depuis plus de 100 ans a été le filament dans les ampoules à incandescence. Dopée avec de petites quantités de silicate de potassium-aluminium, la poudre de tungstène est frittée à haute température pour produire le filament qui est au centre des ampoules qui éclairent des millions de foyers dans le monde.

Grâce à la capacité du tungstène à conserver sa forme à haute température, les filaments de tungstène sont maintenant utilisés dans diverses applications domestiques, y compris les lampes, les projecteurs, les éléments chauffants dans les fours électriques, les fours à micro-ondes. tubes à rayons et tubes à rayons cathodiques (CRT) dans les moniteurs d'ordinateurs et les téléviseurs.

La tolérance du métal à la chaleur intense le rend également idéal pour les thermocouples et les contacts électriques dans les fours à arc électrique et les équipements de soudage. Les applications qui nécessitent une masse ou un poids concentré, comme les contrepoids, les plombs de pêche et les fléchettes, utilisent souvent du tungstène en raison de sa densité.

Carbure de tungstène:

Le carbure de tungstène est produit soit en liant un atome de tungstène avec un seul atome de carbone (représenté par le symbole chimique WC) ou deux atomes de tungstène avec un seul atome de carbone (W2C). Il est fait en chauffant de la poudre de tungstène avec du carbone à des températures de 1400 ° C à 1600 ° C (2550 ° F à 2900 ° F) dans un courant d'hydrogène gazeux.

Selon l'échelle de dureté de Moh (une mesure de la capacité d'un matériau à en gratter une autre), le carbure de tungstène a une dureté de 9.5, seulement légèrement inférieur au diamant. Pour cette raison, ce composé dur est fritté, un processus qui nécessite de presser et chauffer la forme de poudre à des températures élevées, pour fabriquer des produits utilisés dans l'usinage et la coupe. Il en résulte des matériaux qui peuvent fonctionner dans des conditions de température et de contrainte élevées, telles que des forets, des outils de tournage, des fraises et des munitions perforantes.

Le carbure cémenté est produit en utilisant une combinaison de carbure de tungstène et de poudre de cobalt, et est utilisé pour fabriquer des outils résistants à l'usure, tels que ceux utilisés dans l'industrie minière.

Le tunnelier utilisé pour creuser le tunnel sous la Manche reliant la Grande-Bretagne à l'Europe était en effet équipé de près de 100 pointes en carbure cémenté.

Alliages de tungstène:

Le métal de tungstène peut être combiné avec d'autres métaux pour augmenter leur résistance et leur résistance à l'usure et à la corrosion. Les alliages d'acier contiennent souvent du tungstène pour ces propriétés bénéfiques. Beaucoup d'aciers à grande vitesse - ceux utilisés dans les outils de coupe et d'usinage comme les lames de scie - contiennent environ 18% de tungstène.

Les alliages d'acier tungstène sont également utilisés dans la production de tuyères de fusée, qui doivent avoir des propriétés de résistance à la chaleur élevées. D'autres alliages de tungstène incluent Stellite (cobalt, chrome et tungstène), qui est utilisé dans les roulements et les pistons en raison de sa durabilité et résistance à l'usure, et Hevimet, qui est fabriqué en frittant une poudre d'alliage de tungstène et est utilisé dans les munitions. et clubs de golf.

Les superalliages en cobalt, fer ou nickel, ainsi que le tungstène, peuvent être utilisés pour fabriquer des aubes de turbine pour avions.