Le tungstène a une histoire longue et riche qui remonte au Moyen Âge, lorsque les mineurs d'étain en Allemagne ont déclaré avoir découvert un minéral gênant qui accompagnait souvent le minerai d'étain et réduisait le rendement de l'étain lors de la fusion. Les mineurs surnommaient le minéral wolfram pour sa tendance à « dévorer » l’étain « comme un loup ».
Le tungstène a été identifié pour la première fois comme élément en 1781 par le chimiste suédois Carl Wilhelm Scheele, qui a découvert qu'un nouvel acide, qu'il a appelé acide tungstique, pouvait être fabriqué à partir d'un minéral maintenant connu sous le nom de scheelite. Scheele et Torbern Bergman, professeur à Uppsala, en Suède, ont développé l'idée d'utiliser la réduction au charbon de bois de cet acide pour obtenir un métal.
Le tungstène tel que nous le connaissons aujourd'hui a finalement été isolé en tant que métal en 1783 par deux chimistes espagnols, les frères Juan José et Fausto Elhuyar, dans des échantillons du minéral appelé wolframite, identique à l'acide tungstique et qui nous donne le symbole chimique du tungstène (W). . Au cours des premières décennies qui ont suivi cette découverte, les scientifiques ont exploré diverses applications possibles pour cet élément et ses composés, mais le coût élevé du tungstène le rendait encore peu pratique pour une utilisation industrielle.
En 1847, un ingénieur nommé Robert Oxland a obtenu un brevet pour préparer, former et réduire le tungstène à son format métallique, rendant ainsi les applications industrielles plus rentables et donc plus réalisables. Les aciers contenant du tungstène ont commencé à être brevetés en 1858, conduisant aux premiers aciers auto-durcissants en 1868. De nouvelles formes d'aciers contenant jusqu'à 20 % de tungstène ont été présentées à l'Exposition universelle de 1900 à Paris, en France, et ont contribué à l'expansion du métal. industries du travail et de la construction; ces alliages d'acier sont encore aujourd'hui largement utilisés dans les ateliers d'usinage et la construction.
En 1904, les premières ampoules à filament de tungstène sont brevetées, remplaçant les lampes à filament de carbone, moins efficaces et brûlant plus rapidement. Depuis, les filaments utilisés dans les ampoules à incandescence sont fabriqués à partir de tungstène, ce qui le rend essentiel à la croissance et à l’omniprésence de l’éclairage artificiel moderne.
Dans l'industrie de l'outillage, le besoin de matrices d'emboutissage présentant une dureté semblable à celle du diamant et une durabilité maximale a conduit au développement des carbures de tungstène cémentés dans les années 1920. Avec la croissance économique et industrielle après la Seconde Guerre mondiale, le marché des carbures cémentés utilisés pour les matériaux d'outils et les pièces de fabrication de boîtes de conserve s'est également développé. Aujourd'hui, le tungstène est le métal réfractaire le plus utilisé et il est toujours extrait principalement de la wolframite et d'un autre minéral, la scheelite, en utilisant la même méthode de base développée par les frères Elhuyar.
Le tungstène est souvent allié à l'acier pour former des métaux résistants, stables à haute température et utilisés pour fabriquer des produits tels que des outils de coupe à grande vitesse et des tuyères de moteurs de fusée, ainsi que pour l'application en grand volume de ferro-tungstène comme proue de navire. surtout pour briser la glace. Les produits métalliques en tungstène et en alliage de tungstène sont demandés pour les applications dans lesquelles un matériau de haute densité (19,3 g/cm3) est requis, comme les pénétrateurs d'énergie cinétique, les contrepoids, les volants d'inertie et les régulateurs. D'autres applications incluent les écrans anti-radiations et les cibles à rayons X. .
Le tungstène forme également des composés, par exemple avec le calcium et le magnésium, produisant des propriétés phosphorescentes utiles dans les ampoules fluorescentes. Le carbure de tungstène est un composé extrêmement dur qui représente environ 65 % de la consommation de tungstène et est utilisé dans des applications telles que les pointes des forets, les outils de coupe à grande vitesse et les machines minières. Le carbure de tungstène est célèbre pour sa résistance à l'usure ; en fait, il ne peut être coupé qu’à l’aide d’outils diamantés. Le carbure de tungstène présente également une conductivité électrique et thermique ainsi qu'une grande stabilité. Cependant, sa fragilité est un problème dans les applications structurelles fortement sollicitées et a conduit au développement de composites à liaison métallique, tels que l'ajout de cobalt pour former un carbure cémenté.
Commercialement, le tungstène et ses produits façonnés – tels que les alliages lourds, le cuivre-tungstène et les électrodes – sont fabriqués par pressage et frittage dans une forme presque nette. Pour les produits corroyés en fil et en tige, le tungstène est pressé et fritté, suivi d'un rétreint et d'un étirage et d'un recuit répétés, pour produire une structure de grain allongée caractéristique qui se retrouve dans les produits finis allant des grosses tiges aux fils très fins.
Heure de publication : 05 juillet 2019