Tungstène
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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 (Graphie) de fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes identiques, la fusion...) (3 422 °C) de tous les métaux, la plus faible pression de vapeur (La pression de vapeur est la pression partielle de la vapeur d'un corps présent également sous forme liquide ou solide.) et la plus grande résistance à la traction de tous les métaux à une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est...) supérieure à 1 650 °C, son module d'Young est de 406 GPa. Du fait de sa très haute température de fusion, le tungstène (Le tungstène est un élément chimique du tableau périodique de symbole W (de l'allemand Wolfram) et de numéro atomique 74.) n'est pas fondu mais fritté à haute température ainsi que certains de ses composés comme le carbure (Un carbure est un composé chimique du carbone avec un deuxième élément chimique autre que l’oxygène. Ils présentent donc une formulation générale de type CxXy.) 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 (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins électronégatif, c'est-à-dire tous sauf le fluor. Oxyde...) protecteur lorsqu'il est exposé à l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec...). Lorsqu'on l'ajoute en faible quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de...) aux alliages d'acier (L’acier est un alliage métallique utilisé dans les domaines de la construction métallique (voir aussi l’article sur la théorie du soudage de l’acier) et de la construction mécanique.), il en augmente la dureté (Il existe différentes définitions de la dureté : pour un solide (minéral ou métal) et pour l'eau.).

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 (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) pouvait être formé à partir du tungsténite. Scheele et Berman suggérèrent qu'il devait être possible d'obtenir un nouveau métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans...) 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 (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.), 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 (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) 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 (La métallurgie est la science des matériaux qui étudie les métaux, leurs élaborations, leurs propriétés, leurs traitements. Par extension, on désigne ainsi l’industrie de la...), l'industrie minière et pétrolière. On se sert du tungstène pour la fabrication des filaments des ampoules électriques et des postes de télévision (La télévision est la transmission, par câble ou par ondes radioélectriques, d'images ou de scènes animées et généralement sonorisées qui sont...), 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 (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau...) de ce métal le rendent idéal (En mathématiques, un idéal est une structure algébrique définie dans un anneau. Les idéaux généralisent de façon féconde l'étude de la divisibilité...) pour faire des alliages de métaux utilisés dans l'armement, les puits de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !), ainsi que comme poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est égale à...) et contre-poids.
  • Les pièces d'usure utilisées, par exemple dans les outils à haute vitesse (On distingue :), utilisent souvent des alliage (Un alliage est une combinaison d'un métal avec un ou plusieurs autres éléments chimiques.) de tungstène et d'acier pouvant contenir jusqu'à 18 % de tungstène.
  • Des composés du tungstène sont utilisés comme catalyseur (En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ; il participe à la réaction mais il ne fait partie ni des produits, ni des réactifs et n'apparaît donc pas dans l'équation-bilan de cette...), pigment inorganique. Le disulfure de tungstène est utilisé comme lubrifiant stable au-dessus de 500 °C.
  • le tungstate de sodium (Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un métal mou et argenté, qui appartient aux métaux alcalins. On ne le trouve pas à l'état...) (numéro CAS : 10213-10-2) fait partie du réactif de Folin Denis.
  • Étant donné que son coefficient de dilatation (Les coefficients de dilatation mesurent l'augmentation relative de volume d'un système lorsque l'on ne fait varier qu'un seul paramètre, en général la pression ou la température.) est équivalent à celui du verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre est constitué...) borosilicate, il est utilisé pour faire des collages verre sur métal.
  • Des superalliages contenant du tungstène sont utilisés pour faire des pales de turbine (Une turbine est un dispositif rotatif destiné à utiliser la force d'un fluide (eau, vapeur, air, gaz de combustion), dont le couple est transmis au moyen d'un arbre.), 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 (La tension est une force d'extension.) sont aussi partiellement constitués de tungstène afin de supporter la haute température d'un arc électrique (Un arc électrique est un courant électrique visible dans un milieu isolant (gaz, vide...). La découverte de ce phénomène est due au chimiste et...).
  • DIME (Dense Inert Metal Explosive), nouvel armement très performant pour tuer un être humain tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) 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.
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