Tungstène (métal) : propriétés mécaniques et physiques

Le tungstène est un des métaux les plus rares de la couche terrestre. Il a été découvert en 1781 par W.C. SCheele et isolé deux années plus tard. Il se présente à l’état naturel sous forme de minerai de Wolframite et de scheelite. Il est utilisé dans l’industrie pour améliorer les propriétés mécaniques des métaux et alliages, notamment en dureté.

Propriétés physico-chimiques

  • Symbole chimique : W (le nom est issu du nom allemand Wolfram)
  • Masse molaire : 183.85 g/mol
  • Couleur : gris métallique
  • Densité : 19.35
  • Point de fusion : 3410 °C
  • Point d’ébullition : 5900 °C
  • Élément chimique du numéro atomique : 74
  • Configuration électronique : 5d4 – 6s2

Utilisations dans l’industrie

Filament de tungstène
Ampoule à filament de tungstène

Le tungstène est remarquable pour ses propriétés mécaniques et physiques. Son point de fusion est le plus élevé de tous les métaux, ce qui en fait un métal très réfractaire.

Sa dureté est de l’ordre de 6.5 et 7.5 sur l’échelle Mohs, ce qui le situe dans le même ordre de grandeur que l’acier trempé. Mais c’est sous forme de carbure (WC)  que sa dureté est exceptionnelle. C’est pourquoi il est utilisé sous cette forme pour la fabrication d’outils pour l’usinage et le décolletage.

Cependant,  l’utilisation la plus connue reste la fabrication de filaments pour les ampoules électriques à partir de composés du tungstène (tungstates).

Il est également utilisé pour réaliser de la soudure verre sur métal car il a un coefficient de dilatation proche du verre borosilicate. Jusqu’en 1961, on utilisait ce métal pour la fabrication des petites billes qui se trouve à la pointe des stylos à bille : maintenant c’est de l’inox, qui évite les problèmes d’oxydation.

Chaque année, nous en produisons un peu plus de 60 tonnes. Il faut savoir que la réserve naturelle est estimée à 2700000 tonnes soit environ 50 ans avant de tomber en pénurie. L’arrêt de la fabrication des ampoules à filament permet d’augmenter légèrement la durée de vie de nos réserves mais il faudra trouver, à terme, un moyen de remplacer ce métal qui reste très utilisé dans l’industrie. Même si de nos jours, 35% du tungstène consommé provient du recyclage.

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