Introduction
Le tungstène, de symbole chimique W (du wolfram, son ancien nom germanique) et de numéro atomique 74, est un métal gris acier, brillant et remarquablement dense. Il occupe une place unique dans le tableau périodique en raison de ses propriétés physiques extrêmes, qui en font un matériau indispensable pour les technologies de pointe et les industries lourdes. Bien que relativement rare dans la croûte terrestre, son importance économique et stratégique est considérable.
Description
Le tungstène est un élément natif, mais il est principalement extrait de minéraux comme la wolframite (un tungstate de fer et de manganèse) et la scheelite (tungstate de calcium). C'est le métal pur ayant le point de fusion le plus élevé (3 422 °C) et la pression de vapeur la plus basse à des températures élevées. Sa densité (19,25 g/cm³) est comparable à celle de l'or ou de l'uranium. Il possède également une excellente résistance à la traction et une grande dureté, surtout lorsqu'il est allié au carbone pour former le carbure de tungstène (WC). Chimiquement, il est relativement inerte et résiste à la corrosion par les acides, les alcalis et l'eau de mer. Il forme des composés aux états d'oxydation allant de +2 à +6, le +6 étant le plus courant (comme dans le trioxyde de tungstène, WO3).
Histoire
La découverte du tungstène est attribuée aux frères espagnols Juan José et Fausto Elhuyar en 1783, qui isolèrent le métal à partir de la wolframite en utilisant de l'acide et du charbon de bois. Cependant, le minéral lui-même (le 'wolfram') était connu depuis le Moyen Âge pour son interférence avec la fusion de l'étain, le 'mangeant comme un loup' (d'où son nom allemand). Le nom 'tungstène' fut adopté plus tard à partir du suédois. Son utilisation industrielle majeure débuta au début du XXe siècle avec l'invention du filament de tungstène pour les ampoules à incandescence par William D. Coolidge en 1910, remplaçant les filaments de carbone moins efficaces. Pendant les guerres mondiales, son rôle dans la production d'aciers alliés et d'outils de coupe en fit un matériau stratégique.
Caracteristiques
Les caractéristiques principales du tungstène sont : 1. **Point de fusion extrême** : 3 422 °C, le plus haut de tous les métaux. 2. **Haute densité** : Environ 19,3 g/cm³, utilisé dans les contrepoids et les blindages contre les radiations. 3. **Dureté et résistance** : Pur, il est malléable à chaud. Allié au carbone, il forme le carbure de tungstène, l'un des matériaux les plus durs connus, utilisé pour les outils de coupe et les forets. 4. **Bonne conductivité électrique et thermique** : Idéal pour les applications électriques et électroniques à haute température. 5. **Faible coefficient de dilatation thermique** : Il se dilate très peu à la chaleur, utile pour les alliages spécifiques. 6. **Résistance à la corrosion** : Stable dans de nombreux environnements chimiques agressifs.
Importance
L'importance du tungstène est immense dans l'industrie moderne. Il est crucial dans la métallurgie pour la production d'aciers à haute résistance, d'alliages 'super' et d'outils de coupe en carbure cémenté (widia). En électronique, il est utilisé pour les filaments, les contacts électriques, les électrodes de soudage TIG et les micro-puces. Sa densité en fait le matériau de choix pour les contrepoids d'avions, les quilles de bateaux, les munitions perforantes (fléchettes de tungstène) et les écrans anti-radiations en médecine et en physique nucléaire. Les composés du tungstène, comme les tungstates, sont utilisés dans les pigments, les catalyseurs et les écrans fluorescents. C'est un matériau critique, souvent sujet à des tensions géopolitiques en raison de la concentration de sa production dans quelques pays (principalement la Chine).
