Tungstène - Définition

Caractéristiques notables

Le tungstène pur est un métal dur de couleur allant du gris acier au blanc étain. On peut le couper à l'aide d'une scie à métaux lorsqu'il est très pur, mais il est cassant et difficile à travailler lorsqu'il est impur, et on le travaille normalement par forgeage, extrusion, ou étirement. Cet élément a le plus haut point de fusion (3 422 °C) de tous les métaux, la plus faible pression de vapeur et la plus grande résistance à la traction de tous les métaux à une température supérieure à 1 650 °C, son module d'Young est de 406 GPa. Du fait de sa très haute température de fusion, le tungstène n'est pas fondu mais fritté à haute température ainsi que certains de ses composés comme le carbure de tungstène . Sa résistance à la corrosion est excellente et il ne peut être que légèrement attaqué par les acides minéraux. Le tungstène métallique forme une couche d'oxyde protecteur lorsqu'il est exposé à l'air. Lorsqu'on l'ajoute en faible quantité aux alliages d'acier, il en augmente la dureté.

Histoire

Le premier à avoir supposé l'existence du tungstène (du suédois tung sten signifiant « lourde pierre  ») est Peter Woulfe, en 1778, alors qu'il examinait de la wolframite.

Il détermina alors que ce minéral devait contenir une substance inconnue. En 1781, Carl Wilhelm Scheele établit qu'un nouvel acide pouvait être formé à partir du tungsténite. Scheele et Berman suggérèrent qu'il devait être possible d'obtenir un nouveau métal en réduisant cet acide. Les frères José et Fausto Elhuyar découvrirent, en 1783, un nouvel acide dérivé de la wolframite identique à l'acide tungstique. En Espagne, un peu plus tard la même année, les deux frères réussirent à isoler le tungstène en réduisant l'acide avec du charbon. On leur attribua la découverte de l'élément.

Applications

Le tungstène connaît un grand nombre d'utilisations, la plus courante étant sous forme de carbure de tungstène (WC) et de sous-carbure de tungstène (W₂C), qui sert à la fabrication des pièces d'usure dans la métallurgie, l'industrie minière et pétrolière. On se sert du tungstène pour la fabrication des filaments des ampoules électriques et des postes de télévision, ainsi que dans celle des électrodes, les très fins filaments que l'on peut produire avec ce métal ayant un très haut point de fusion.

Autres utilisations :

• Son point de fusion très élevé le rend particulièrement adéquat pour les applications spatiales et celles qui demandent l'utilisation de très hautes températures.
• La dureté et la densité de ce métal le rendent idéal pour faire des alliages de métaux utilisés dans l'armement, les puits de chaleur, ainsi que comme poids et contre-poids.
• Les pièces d'usure utilisées, par exemple dans les outils à haute vitesse, utilisent souvent des alliage de tungstène et d'acier pouvant contenir jusqu'à 18 % de tungstène.
• Des composés du tungstène sont utilisés comme catalyseur, pigment inorganique. Le disulfure de tungstène est utilisé comme lubrifiant stable au-dessus de 500 °C.
• le tungstate de sodium (numéro CAS : 10213-10-2) fait partie du réactif de Folin Denis.
• Étant donné que son coefficient de dilatation est équivalent à celui du verre borosilicate, il est utilisé pour faire des collages verre sur métal.
• Des superalliages contenant du tungstène sont utilisés pour faire des pales de turbine, des outils en acier, ainsi que des plaquages.
• Il est utilisé comme électrode réfractaire dans le soudage TIG.
• Les contacts d'arc de disjoncteurs à haute tension sont aussi partiellement constitués de tungstène afin de supporter la haute température d'un arc électrique.
• DIME (Dense Inert Metal Explosive), nouvel armement très performant pour tuer un être humain tout en causant des dégâts dans un rayon très limité de quelques mètres.
• Le fabricant de raquettes de tennis français Babolat l'utilise désormais dans sa nouvelle gamme de raquettes "GT" (pour Graphite/Tungstène). L'ajout de tungstène au graphite à quelques endroits stratégiques permet d'améliorer la stabilité de la raquette.