Avoir une couleur gris clair. Dans le tableau périodique de Mendeleïev, il appartient à 74 numéro de série. L'élément chimique est réfractaire. Il contient 5 isotopes stables.
Propriétés chimiques du tungstène
La résistance chimique du tungstène à l’air et à l’eau est assez élevée. Lorsqu'il est chauffé, il est susceptible de s'oxyder. Plus la température est élevée, plus le taux d’oxydation de l’élément chimique est élevé. À des températures supérieures à 1 000°C, le tungstène commence à s'évaporer. À température ambiante, les acides chlorhydrique, sulfurique, fluorhydrique et nitrique ne peuvent avoir aucun effet sur le tungstène. Un mélange d'azote et acide hydrofluorique dissoudre le tungstène. Ni liquide ni solide, le tungstène se mélange à l’or, à l’argent, au sodium ou au lithium. Il n’y a également aucune interaction avec le magnésium, le calcium ou le mercure. Le tungstène présent dans le tantale et le niobium, ainsi qu'avec le chrome, peut former des solutions à l'état solide et liquide.
Applications du tungstène
Le tungstène est utilisé dans l'industrie moderne à la fois sous sa forme pure et sous forme . Le tungstène est un métal résistant à l'usure. Les alliages contenant du tungstène sont souvent utilisés pour fabriquer des aubes de turbine et des soupapes de moteurs d'avion. Aussi ceci élément chimique a trouvé son application pour la fabrication de diverses pièces dans le domaine de l'ingénierie des rayons X et de l'électronique radio. Le tungstène est utilisé pour les filaments des lampes électriques.
Composés chimiques du tungstène dans Dernièrement trouvé le vôtre utilisation pratique. L'hétéropolyacide phosphore-tungstique est utilisé dans la production de peintures et de vernis brillants et stables à la lumière. Les tungstates de terres rares sont utilisés pour la production de peintures lumineuses et de lasers. métaux alcalino-terreux et du cadmium.
Aujourd'hui, les alliances traditionnelles en or ont commencé à être remplacées par des produits fabriqués à partir d'autres métaux. Les alliances en carbure de tungstène ont gagné en popularité. Ces produits sont très durables. Le polissage miroir de la bague ne s'estompe pas avec le temps. Le produit conservera son état d'origine pendant toute la durée d'utilisation.
Le tungstène est utilisé comme additif d'alliage pour l'acier. Cela confère à l’acier résistance et dureté à haute température. Ainsi, les outils en acier au tungstène ont la capacité de résister à des processus de travail des métaux très intensifs.
L'élément n°74 est habituellement classé parmi les métaux rares : sa teneur en la croûte terrestre estimé à 0,0055% ; il n'est pas là eau de mer, il n'a pas pu être détecté dans le spectre solaire. Cependant, en termes de popularité, le tungstène peut rivaliser avec de nombreux métaux loin d'être rares, et ses minéraux étaient connus bien avant la découverte de l'élément lui-même. Donc, au 17ème siècle. Dans de nombreux pays européens connaissait le « tungstène » et le « tungstène » - c'était alors le nom des minéraux de tungstène les plus courants - la wolframite et la scheelite. Et le tungstène élémentaire a été découvert dans le dernier quart du XVIIIe siècle.
Très vite ce métal reçu importance pratique– comme additif d’alliage. Et après l'Exposition universelle de 1900 à Paris, au cours de laquelle des échantillons d'acier au tungstène rapide* furent présentés, l'élément n° 74 commença à être utilisé par les métallurgistes de tous les pays plus ou moins industrialisés. La principale caractéristique du tungstène en tant qu'additif d'alliage est qu'il confère à l'acier une résistance au rouge - il lui permet de maintenir sa dureté et sa résistance à des températures élevées. De plus, lorsqu'ils sont refroidis à l'air (après exposition à des températures proches de la chaleur rouge), la plupart des aciers perdent leur dureté. Mais pas ceux en tungstène.
* Dans notre pays, l'acier au tungstène a été produit pour la première fois à l'usine de Motovilikha dans l'Oural en 1865.
L'outil, fabriqué en acier au tungstène, résiste aux vitesses énormes des processus de travail des métaux les plus intenses. La vitesse de coupe d'un tel outil se mesure en dizaines de mètres par seconde.
Les aciers rapides modernes contiennent jusqu'à 18 % de tungstène (ou de tungstène avec du molybdène), 2...7 % de chrome et une petite quantité de cobalt Ils conservent leur dureté entre 700 et 800°C, tandis que l'acier ordinaire commence à se ramollir lorsqu'il est chauffé à seulement 200°C. Les « stellites » - les alliages de tungstène avec le chrome et le cobalt (sans fer) et surtout les carbures de tungstène - ses composés avec le carbone - ont une dureté encore plus grande. L'alliage « visible » (carbure de tungstène, 5...15 % de cobalt et un petit mélange de carbure de titane) est 1,3 fois plus dur que l'acier au tungstène ordinaire et conserve sa dureté jusqu'à 1 000... 1 100°C. Les fraises fabriquées dans cet alliage peuvent éliminer jusqu'à 1 500...2 000 m de limaille de fer en une minute. Ils peuvent traiter rapidement et avec précision des matériaux « capricieux » : bronze et porcelaine, verre et ébonite ; Dans le même temps, l'outil lui-même s'use très peu.
Au début du 20ème siècle. Le filament de tungstène a commencé à être utilisé dans les ampoules : il permet de porter la chaleur jusqu'à 2200°C et a un rendement lumineux élevé. Et à ce titre, le tungstène est encore aujourd’hui absolument indispensable. C'est évidemment pour cela que l'ampoule est nommée dans l'un des noms chanson populaire"œil en tungstène".
Minéraux et minerais
Le tungstène se présente dans la nature principalement sous la forme de composés complexes oxydés formés de trioxyde de tungstène WO 3 et d'oxydes de fer et de manganèse ou de calcium, et parfois de plomb, de cuivre, de thorium et d'éléments de terres rares. Le minéral le plus courant, la wolframite, est une solution solide de tungstates (sels d'acide tungstique) de fer et de manganèse ( m FeWO4 n MnWO 4). Cette solution est lourde et cristaux durs bruns ou noirs, selon le composé prédominant dans leur composition. S'il y a plus de hübnérite (composé du manganèse), les cristaux sont noirs, mais si la ferbérite contenant du fer prédomine, ils sont bruns. La Wolframite est paramagnétique et conduit bien l'électricité.
À partir d'autres minéraux de tungstène valeur industrielle contient de la scheelite - tungstate de calcium CaWO 4. Il forme des cristaux brillants, semblables à du verre, de couleur jaune clair, parfois presque blanc. Scheelite n'est pas magnétique, mais elle en a un autre caractéristique– capacité de luminescence. Si tu l'allumes rayons ultraviolets, il émet une fluorescence bleu vif dans l'obscurité. Le mélange de molybdène modifie la couleur de la lueur de la scheelite : elle devient bleu pâle, et parfois même crème. Cette propriété de la scheelite, utilisée dans l'exploration géologique, sert de fonction de recherche pour détecter les gisements minéraux.
Les gisements de minerais de tungstène sont géologiquement liés aux zones de répartition du granite. Les plus grands gisements étrangers de wolframite et de scheelite se trouvent en Chine, en Birmanie, aux États-Unis, en Bolivie et au Portugal. Notre pays possède également d'importantes réserves de minéraux de tungstène, leurs principaux gisements sont situés dans l'Oural, le Caucase et la Transbaïkalie.
Les gros cristaux de wolframite ou de scheelite sont très rares. En règle générale, les minéraux de tungstène ne sont disséminés que dans d’anciennes roches granitiques – la concentration moyenne en tungstène finit par être au mieux de 1 à 2 %. Il est donc très difficile d’extraire le tungstène des minerais.
Comment obtient-on le tungstène ?
La première étape est l'enrichissement du minerai, en séparant les composants précieux de la masse principale - les stériles. Les méthodes d'enrichissement sont courantes pour les minerais et métaux lourds : broyage et flottation suivis d'une séparation magnétique (pour les minerais de tungstène) et d'un grillage oxydatif.
Le concentré obtenu est le plus souvent fritté avec un excès de soude pour convertir le tungstène en un composé soluble - la wolframite de sodium. Une autre façon d’obtenir cette substance est la lixiviation ; le tungstène est extrait avec une solution de soude sous pression et à température élevée (le processus se déroule dans un autoclave), suivi d'une neutralisation et d'une précipitation sous forme de scheelite artificielle, c'est-à-dire tungstate de calcium. La volonté d'obtenir du tungstate s'explique par le fait qu'il est relativement simple à produire, en seulement deux étapes :
CaWO 4 → H 2 WO 4 ou (NH 4) 2 WO 4 → WO 3,
l'oxyde de tungstène, purifié de la plupart des impuretés, peut être isolé.
Il existe une autre façon d'obtenir de l'oxyde de tungstène : à l'aide de chlorures. Le concentré de tungstène est traité à des températures élevées chlore gazeux. Les chlorures de tungstène résultants sont assez facilement séparés des chlorures d'autres métaux par sublimation, en utilisant la différence de température à laquelle ces substances passent à l'état de vapeur. Les chlorures de tungstène résultants peuvent être convertis en oxyde ou transformés directement en métal élémentaire.
La conversion des oxydes ou des chlorures en métal constitue la prochaine étape de la production de tungstène. Le meilleur agent réducteur de l’oxyde de tungstène est l’hydrogène. La réduction avec de l'hydrogène produit le tungstène le plus pur. Le processus de réduction se déroule dans des fours tubulaires, chauffés de telle sorte qu'en se déplaçant dans le tube, la « barque » de WO 3 traverse plusieurs zones de température. Un courant d'hydrogène sec arrive vers lui. La récupération se produit dans les zones « froides » (450...600°C) et « chaudes » (750...1100°C) ; dans les « froids » – à l'oxyde inférieur WO 2, puis – au métal élémentaire. En fonction de la température et de la durée de la réaction dans la zone « chaude », la pureté et la granulométrie du tungstène en poudre libéré sur les parois du « bateau » changent.
La réduction peut se produire non seulement sous l’influence de l’hydrogène. En pratique, le charbon est souvent utilisé. L'utilisation d'un agent réducteur solide simplifie quelque peu la production, mais dans ce cas, une température plus élevée est requise - jusqu'à 1 300...1 400°C. De plus, le charbon et les impuretés qu’il contient réagissent toujours avec le tungstène pour former des carbures et d’autres composés. Cela conduit à une contamination métallique. L’électrotechnique a quant à elle besoin de tungstène très pur. Seulement 0,1 % de fer rend le tungstène cassant et impropre à la fabrication des fils les plus fins.
La production de tungstène à partir de chlorures repose sur le processus de pyrolyse. Le tungstène forme plusieurs composés avec le chlore. Grâce à un excès de chlore, ils peuvent tous être convertis en chlorure supérieur - WCl 6, qui se décompose en tungstène et en chlore à 1 600 °C. En présence d'hydrogène, ce processus se produit déjà à 1 000°C.
C'est ainsi que l'on obtient du tungstène métallique, non pas compact, mais sous forme de poudre, qui est ensuite pressée dans un courant d'hydrogène à haute température. Lors de la première étape du pressage (lorsqu'il est chauffé à 1 100...1 300 °C), un lingot poreux et cassant se forme. Le pressage se poursuit à une température encore plus élevée, atteignant presque le point de fusion du tungstène à la fin. Dans ces conditions, le métal se solidifie progressivement, acquiert une structure fibreuse, et avec elle une ductilité et une malléabilité.
Propriétés principales
Le tungstène se distingue de tous les autres métaux par sa lourdeur, sa dureté et son caractère réfractaire. L’expression « Lourd comme le plomb » est connue depuis longtemps. Il serait plus correct de dire : « Lourd comme le tungstène ». La densité du tungstène est presque deux fois supérieure à celle du plomb, plus précisément 1,7 fois. Dans le même temps, sa masse atomique est légèrement inférieure : 184 contre 207.
En termes de caractère réfractaire et de dureté, le tungstène et ses alliages occupent les premières places parmi les métaux. Le tungstène techniquement pur fond à 3 410 °C, mais ne bout qu'à 6 690 °C. C'est la température à la surface du Soleil !
Et le « roi du caractère réfractaire » a l’air plutôt ordinaire. La couleur du tungstène dépend en grande partie de la méthode de production. Le tungstène fondu est un métal gris brillant qui ressemble le plus au platine. La poudre de tungstène est grise, gris foncé et même noire (plus le grain est fin, plus il est foncé).
Activité chimique
Le tungstène naturel se compose de cinq isotopes stables dont les nombres de masse varient de 180 à 186. De plus, réacteurs nucléairesà la suite de divers réactions nucléaires 8 autres sont formés Isotopes radioactifs tungstène avec des nombres de masse de 176 à 188 ; tous ont une durée de vie relativement courte : leur demi-vie varie de plusieurs heures à plusieurs mois.
Les soixante-quatorze électrons de l’atome de tungstène sont disposés autour du noyau de telle manière que six d’entre eux se trouvent sur des orbites extérieures et peuvent être séparés relativement facilement. Par conséquent, la valence maximale du tungstène est de six. Cependant, la structure de ces orbites extérieures est particulière : elles sont constituées de deux « niveaux » : quatre électrons appartiennent à l'avant-dernier niveau - d, qui s'avère ainsi être à moins de la moitié rempli. (On sait que le nombre d'électrons dans un niveau rempli d est égal à dix.) Ces quatre électrons (évidemment non appariés) peuvent facilement former liaison chimique. Quant aux deux électrons « les plus externes », il est assez simple de les arracher.
Ce sont précisément les caractéristiques structurelles couche électronique explique la forte activité chimique du tungstène. Dans les composés, il est non seulement hexavalent, mais aussi penta-, tétra-, tri-, bi- et zérovalent. (Seuls les composés du tungstène monovalent sont inconnus).
L'activité du tungstène se manifeste par le fait qu'il réagit avec la grande majorité des éléments, formant de nombreux composés simples et complexes. Même dans les alliages, le tungstène est souvent lié chimiquement. Et il interagit avec l’oxygène et d’autres agents oxydants plus facilement que la plupart des métaux lourds.
La réaction du tungstène avec l'oxygène se produit lorsqu'il est chauffé, particulièrement facilement en présence de vapeur d'eau. Si le tungstène est chauffé dans l'air, alors à 400...500°C un oxyde inférieur stable WO 2 se forme sur la surface métallique ; toute la surface est recouverte d'un film brun. À des températures plus élevées, l'oxyde intermédiaire W 4 O 11 se forme d'abord de couleur bleue, puis du trioxyde de tungstène jaune citron WO 3, qui se sublime à 923°C.
Le fluor sec se combine au tungstène finement broyé, même avec un léger chauffage. Cela produit de l'hexafluorure WF 6, une substance qui fond à 2,5°C et bout à 19,5°C. Un composé similaire - WC1 6 - est obtenu par réaction avec du chlore, mais uniquement à 600°C. Les cristaux bleu acier de WC1 6 fondent à 275°C et bout à 347°C. Avec le brome et l'iode, le tungstène forme des composés instables : penta- et dibromure, tétra- et diiodure.
À haute température, le tungstène se combine au soufre, au sélénium et au tellure, à l'azote et au bore, au carbone et au silicium. Certains de ces composés se distinguent par une grande dureté et d’autres propriétés remarquables.
Le carbonyl W(CO) 6 est très intéressant. Ici, le tungstène est combiné avec le monoxyde de carbone et a donc une valence nulle. Le tungstène carbonyle est instable ; il est reçu dans conditions spéciales. A 0°C, il se libère de la solution correspondante sous forme de cristaux incolores, à 50°C il se sublime et à 100°C il se décompose complètement. Mais c'est cette connexion qui permet d'obtenir des revêtements fins et denses à partir de tungstène pur. Non seulement le tungstène lui-même, mais aussi nombre de ses composés sont très actifs. En particulier, l'oxyde de tungstène WO 3 est capable de polymériser. En conséquence, des composés dits isopoly et hétéropolycomposés se forment : les molécules de ces derniers peuvent contenir plus de 50 atomes.
Alliages
Le tungstène forme des alliages avec presque tous les métaux, mais les obtenir n'est pas si simple. Le fait est que les méthodes de fusion généralement acceptées dans dans ce cas, en règle générale, ne sont pas applicables. Au point de fusion du tungstène, la plupart des autres métaux se sont déjà transformés en gaz ou en liquides hautement volatils. Par conséquent, les alliages contenant du tungstène sont généralement produits par des méthodes de métallurgie des poudres.
Pour éviter l'oxydation, toutes les opérations sont effectuées sous vide ou sous atmosphère d'argon.
C'est fait comme ça. Tout d’abord, le mélange de poudres métalliques est pressé, puis fritté et soumis à une fusion à l’arc dans des fours électriques. Parfois, une poudre de tungstène est pressée et frittée, et la pièce poreuse ainsi obtenue est imprégnée d'un liquide fondu d'un autre métal : on obtient ce qu'on appelle des pseudo-alliages. Cette méthode est utilisée lorsqu'il est nécessaire d'obtenir un alliage de tungstène avec du cuivre et de l'argent.
Avec le chrome et le molybdène, le niobium et le tantale, le tungstène produit des alliages conventionnels (homogènes) dans n'importe quel rapport. Même de petits ajouts de tungstène augmentent la dureté de ces métaux et leur résistance à l'oxydation.
Les alliages avec le fer, le nickel et le cobalt sont plus complexes. Ici, en fonction du rapport des composants, soit des solutions solides, ou des composés intermétalliques ( composants chimiques métaux), et en présence de carbone (qui est toujours présent dans l'acier) - des carbures mixtes de tungstène et de fer, conférant au métal une dureté encore plus grande.
Très connexions complexes sont formés en alliant du tungstène avec de l'aluminium, du béryllium et du titane : ils contiennent de 2 à 12 atomes de métal léger pour un atome de tungstène. Ces alliages se caractérisent par une résistance à la chaleur et une résistance à l'oxydation à haute température.
En pratique, les alliages de tungstène sont le plus souvent utilisés non pas avec un métal en particulier, mais avec plusieurs. Il s'agit notamment d'alliages de tungstène résistants aux acides avec du chrome et du cobalt ou du nickel (amala) ; Ils servent à fabriquer des instruments chirurgicaux. Les meilleures qualités d'acier magnétique contiennent du tungstène, du fer et du cobalt. Et dans les alliages spéciaux résistants à la chaleur, en plus du tungstène, on trouve du chrome, du nickel et de l'aluminium.
De tous les alliages de tungstène, les aciers contenant du tungstène sont devenus les plus importants. Ils résistent à l’abrasion, ne se fissurent pas et restent durs jusqu’aux températures brûlantes. Les outils fabriqués à partir de ceux-ci permettent non seulement d'intensifier considérablement les processus de travail des métaux (la vitesse de traitement des produits métalliques augmente de 10 à 15 fois), mais durent également beaucoup plus longtemps que le même outil fabriqué à partir d'un autre acier.
Les alliages de tungstène sont non seulement résistants à la chaleur, mais également résistants à la chaleur. Ils ne se corrodent pas à haute température sous l'influence de l'air, de l'humidité et de divers réactifs chimiques. Notamment, 10% de tungstène introduit dans le nickel suffit à augmenter de 12 fois la résistance à la corrosion de ce dernier ! Et les carbures de tungstène additionnés de carbures de tantale et de titane, cimentés au cobalt, résistent à l'action de nombreux acides - nitrique, sulfurique et chlorhydrique - même lorsqu'ils sont en ébullition. Seul un mélange d'acides fluorhydrique et nitrique leur est dangereux.
Où le tungstène est-il utilisé ?
La production mondiale de tungstène est d'environ 30 000 tonnes par an. Depuis le début de notre siècle, elle a connu à plusieurs reprises de fortes hausses et des déclins tout aussi abrupts. Le diagramme montre que les sommets de la courbe de production correspondent exactement au point culminant de la Première et de la Seconde Guerre mondiale. Et désormais, le tungstène est un métal purement stratégique.
Riz. 5. Schéma de la production mondiale de tungstène (en milliers de tonnes) dans la première moitié du XXe siècle.
L'acier au tungstène et d'autres alliages contenant du tungstène ou ses carbures sont utilisés pour fabriquer des blindages de chars, des obus de torpilles et des obus, la plupart détails importants avions et moteurs.
Le tungstène – indispensable composant meilleures marques acier à outils. En général, la métallurgie absorbe près de 95 % de tout le tungstène extrait. (Il est caractéristique qu'il utilise largement non seulement du tungstène pur, mais principalement du ferrotungstène moins cher - un alliage contenant 80 % de W et environ 20 % de Fe ; il est produit dans des fours à arc électrique).
Les alliages de tungstène possèdent de nombreuses propriétés remarquables. soi-disant Heavy métal(à partir de tungstène, de nickel et de cuivre) est utilisé pour fabriquer des conteneurs dans lesquels stocker substances radioactives. Son effet protecteur 40% plus élevé que le plomb. Cet alliage est également utilisé en radiothérapie, car il offre une protection suffisante avec une épaisseur d'écran relativement faible.
Un alliage de carbure de tungstène contenant 16 % de cobalt est si dur qu'il peut remplacer partiellement le diamant lors du forage de puits.
Les pseudo-alliages de tungstène avec du cuivre et de l'argent sont d'excellents matériaux pour les interrupteurs et les interrupteurs courant électrique haute tension: Ils durent six fois plus longtemps que les contacts en cuivre classiques.
L’utilisation du tungstène dans les brins de lampes électriques a été abordée au début de l’article. Le caractère indispensable du tungstène dans ce domaine s'explique non seulement par son caractère réfractaire, mais aussi par sa ductilité. À partir d'un kilogramme de tungstène, on tire un fil de 3,5 km de long, c'est-à-dire Ce kilogramme suffit à fabriquer les filaments de 23 000 ampoules de 60 watts. C'est grâce à cette propriété que l'industrie électrique mondiale ne consomme qu'environ 100 tonnes de tungstène par an.
DANS dernières années Les composés chimiques du tungstène ont acquis une importance pratique importante. L'hétéropolyacide phosphotungstique est notamment utilisé pour la production de vernis et de peintures brillantes et résistantes à la lumière. Une solution de tungstate de sodium Na 2 WO 4 confère aux tissus une résistance au feu et à l'eau, et des tungstates de métaux alcalino-terreux, de cadmium et d'éléments de terres rares sont utilisés dans la fabrication de lasers et de peintures lumineuses.
Le passé et le présent du tungstène donnent toutes les raisons de le considérer comme un métallurgiste.
Pourquoi « tungstène » ?
Ce mot est d'origine allemande. On sait qu’auparavant, il ne faisait pas référence au métal, mais au principal minéral du tungstène, la wolframite. On suppose que ce mot était presque un gros mot. Aux XVIe...XVIIe siècles. Le « tungstène » était considéré comme le minéral de l’étain. (Il accompagne très souvent les minerais d'étain.) Mais à partir des minerais contenant de la wolframite, moins d'étain était fondu, comme si quelqu'un le « dévorait ».
C'est ainsi qu'est apparu le nom, reflétant les « habitudes de loup » du tungstène - en allemand, Wolf est un loup et l'ancien allemand Ramm est un bélier.
"Tungstène" ou "Tungstène" ?
Dans une revue américaine de chimie bien connue ou dans publications de référence dans tous les éléments chimiques de Mellor (Angleterre) et Pascal (France) il serait vain de chercher le métal appelé « tungstène ». L'élément n° 74 y est appelé différemment - tungstène. Même le symbole W (la lettre initiale du mot Wolfram) ne s'est répandu que ces dernières années : jusqu'à récemment en Italie et en France, on écrivait Tu ( lettres initiales du mot tungstène).
Pourquoi tant de confusion ? Ses fondements sont posés par l'histoire de la découverte de l'élément n°74.
En 1783, les frères Eluard, chimistes espagnols, rapportèrent la découverte d'un nouvel élément. Décomposition du minéral saxon « tungstène » acide nitrique, ils ont reçu de la « terre acide » - un précipité jaune d'oxyde d'un métal, soluble dans l'ammoniac. Cet oxyde était inclus dans le minéral d’origine avec les oxydes de fer et de manganèse. Les frères Eluard ont proposé d'appeler le nouvel élément tungstène et le minéral lui-même - wolframite.
Alors, qui a découvert le tungstène ? Frères Éluard ? Oui et non. Oui, car ils ont été les premiers à rapporter cette découverte sous forme imprimée. Non, car deux ans plus tôt, en 1781, le célèbre scientifique suédois Karl Wilhelm Scheele avait découvert exactement la même « terre jaune » en traitant un autre minéral avec de l'acide nitrique. On l’appelait simplement « tungstène », c’est-à-dire « pierre lourde » (en suédois tung – lourd, sten – pierre). Scheele a en outre découvert que cette « terre » diffère de la terre de molybdène similaire par sa couleur et certaines autres propriétés, et que dans le minéral, elle est associée à l'oxyde de calcium. En l'honneur de Scheele, le minéral tungstène a été rebaptisé « scheelite ».
Reste à ajouter qu'un des frères Eluard fut un élève de Scheele et travailla en 1781 dans son laboratoire...
Qui a découvert le tungstène ?
Les deux camps ont fait preuve de noblesse en la matière : Scheele n'a jamais prétendu avoir découvert du tungstène et les frères Eluard n'ont pas insisté sur leur priorité.
Le nom « bronze au tungstène » est trompeur
On entend souvent parler des bronzes au tungstène. De quels types de métaux s’agit-il ? Extérieurement, ils sont très beaux. Le bronze au tungstène doré a la composition Na 2 O · WO 2 · WO 3 et bleu – Na 2 O · WO 2 · 4WO 3 ; le rouge pourpre et le violet occupent position intermédiaire– le rapport WO 3/WO 2 y est inférieur à quatre, mais supérieur à un. Comme le montrent les formules, ces substances ne contiennent ni cuivre, ni zinc, ni étain, c'est-à-dire qu'à proprement parler, elles ne sont pas du tout du bronze. Ce ne sont pas du tout des alliages, puisqu'il n'y a pas ici de composés purement métalliques : le tungstène et le sodium sont oxydés. Cependant, ils ressemblent au bronze non seulement par leur couleur et leur brillance, mais aussi par leur dureté et leur résistance aux intempéries. réactifs chimiques et une conductivité électrique élevée.
Couleur pêche
Il a été très difficile de préparer cette peinture : elle n'est ni rouge ni rose, mais une couleur intermédiaire et avec une teinte verdâtre. Selon la légende, pour l'ouvrir, il a fallu effectuer environ 8 000 expériences avec divers métaux et minéraux. Au 17ème siècle Les produits en porcelaine les plus chers pour l'empereur chinois étaient peints en couleur pêche dans une usine de la province du Shanxi. Lorsque le secret de fabrication de cette peinture a été découvert, il s'est avéré qu'elle était à base d'oxyde de tungstène.
Cela s'est produit en 1911. Un étudiant nommé Li est venu de Pékin dans la province du Yunnan. Passant des journées entières dans les montagnes, il cherchait une sorte de pierre, selon ses mots - de l'étain. Mais je n'ai rien trouvé.
Le propriétaire de la maison où s'était installé l'étudiant avait une jeune fille, Xiao-mi. La jeune fille avait pitié du malheureux chercheur de pierres spéciales et le soir, en lui servant le dîner, elle racontait des histoires simples. L’un d’eux a parlé d’un four inhabituel, construit avec des pierres sombres tombées d’une falaise jusque dans l’arrière-cour de leur maison. Le poêle s'est avéré très réussi - il a bien servi les propriétaires pendant de nombreuses années. Xiao-mi a même donné à l'étudiant une de ces pierres - brune, roulée, lourde comme du plomb. Il s'est avéré que c'était de la wolframite pure...
À propos des isotopes du tungstène
Le tungstène naturel est constitué de cinq isotopes stables de numéros de masse 180, 182, 183, 184 (le plus courant, sa part est de 30,64%) et 186. Parmi les isotopes radioactifs artificiels assez nombreux de l'élément n° 74, seuls trois sont pratiquement importants : tungstène-181 avec une période de demi-vie de 145 jours, tungstène-185 (74,5 jours) et tungstène-187 (23,85 heures). Ces trois isotopes se forment dans les réacteurs nucléaires lorsqu’un mélange naturel d’isotopes de tungstène est bombardé de neutrons.
Technologie tungstène et solaire
Fin 1975, un autre très propriété utile tungstène Il s'est avéré que la surface d'un film de tungstène déposé à partir de la phase gazeuse absorbe parfaitement énergie solaire, tout en émettant très peu de chaleur. Dans les installations d'ingénierie solaire, le film de tungstène peut fonctionner même dans les conditions de la surface de Mercure, chauffée à 300...400°C. Dans de telles conditions, la plupart des matériaux perdent leur rayonnement infrarouge la pluparténergie absorbée, mais le film de tungstène fonctionne de manière fiable à des températures plus élevées (environ 500°C). Il s’est avéré que cette propriété s’explique par la structure particulière d’un tel film. Il est couvert des poils dendritiques les plus fins, et dans cette « fourrure » les rayons du soleil sont bien retenus. Il bloque également le rayonnement infrarouge.
Le tungstène appartient également au groupe de métaux caractérisés par un caractère hautement réfractaire. Il a été découvert en Suède par un chimiste nommé Scheele. C'est lui qui fut le premier à isoler l'oxyde d'un métal inconnu du minéral wolframite en 1781. Le scientifique a réussi à obtenir du tungstène sous sa forme pure après 3 ans.
Description
Le tungstène appartient à un groupe de matériaux souvent utilisés dans diverses industries industrie. Il désigné par la lettre W et dans le tableau périodique, il porte le numéro de série 74. Il se caractérise par une couleur gris clair. L'une de ses qualités caractéristiques est son caractère réfractaire élevé. Le point de fusion du tungstène est de 3 380 degrés Celsius. Si nous le considérons du point de vue de l'application, alors le plus qualités importantes de ce matériel sont :
- densité;
- température de fusion;
- résistance électrique;
- coefficient de dilatation linéaire.
Lors du calcul de ses qualités caractéristiques, il est nécessaire de mettre en évidence le point d'ébullition élevé, qui se situe à à une température de 5 900 degrés Celsius. Une autre caractéristique est son faible taux d’évaporation. Il est faible même dans des conditions de température de 2000 degrés Celsius. En termes de conductivité électrique, ce métal est 3 fois supérieur à un alliage aussi courant que le cuivre.
Facteurs limitant l'utilisation du tungstène
Il existe un certain nombre de facteurs qui limitent l'utilisation de ce matériau :
- haute densité;
- tendance significative à devenir fragile à basse température ;
- faible résistance à l'oxydation.
À ma façon apparence tungstène ressemble à de l'acier ordinaire. Sa principale application est principalement liée à la production d’alliages à haute résistance. Ce métal peut être traité, mais seulement s'il est préchauffé. Selon le type de traitement choisi, le chauffage est effectué jusqu'à une certaine température. Par exemple, si la tâche consiste à forger des tiges de tungstène, la pièce doit être préchauffée à une température de 1 450 à 1 500 degrés Celsius.
Pendant 100 ans, le tungstène n’a pas été utilisé à des fins industrielles. Son utilisation dans la fabrication de divers équipements était limitée par son point de fusion élevé.
Le début de celui-ci applications industrielles associé à 1856, date à laquelle il a été utilisé pour la première fois pour l'alliage de qualités d'acier à outils. Lors de leur production, du tungstène a été ajouté à la composition avec une part totale allant jusqu'à 5 %. La présence de ce métal dans l'acier a permis d'augmenter la vitesse de coupe sur les tours de 5 à 8 m par minute.
Le développement de l'industrie dans la seconde moitié du XIXe siècle se caractérise par développement actif industrie des machines-outils. La demande d'équipements augmentait constamment chaque année, ce qui obligeait les constructeurs de machines à obtenir caractéristiques de qualité machines, et en plus d'augmenter leur vitesse de fonctionnement. La première motivation pour augmenter la vitesse de coupe a été l’utilisation du tungstène.
Déjà au début du 20ème siècle, la vitesse de coupe a été augmentée jusqu'à 35 mètres par minute. Ceci a été réalisé en alliant l'acier non seulement avec du tungstène, mais également avec d'autres éléments :
- molybdène;
- chrome;
- vanadium
Par la suite, la vitesse de coupe des machines a augmenté jusqu'à 60 mètres par minute. Mais malgré cela haute performance, les experts ont compris qu'il existait une opportunité d'améliorer cette caractéristique. Les experts n'ont pas réfléchi longtemps à la méthode à choisir pour augmenter la vitesse de coupe. Ils ont eu recours au tungstène, mais sous forme de carbures en conjonction avec d'autres métaux et leurs types. Actuellement, la vitesse de coupe du métal sur les machines-outils est de 2 000 mètres par minute.
Comme tout matériau, le tungstène possède ses propres propriétés spéciales, grâce à quoi il est tombé dans le groupe des métaux stratégiques. Nous avons déjà dit plus haut que l'un des avantages de ce métal est son caractère hautement réfractaire. C'est grâce à cette propriété que le matériau peut être utilisé pour fabriquer des filaments incandescents.
Son point de fusion est à 2500 degrés Celsius. Mais les propriétés positives de ce matériau ne se limitent pas à cette seule qualité. Il présente également d’autres avantages qu’il convient de mentionner. L'un d'eux est une résistance élevée, démontrée à des températures normales et élevées. Par exemple, lorsque le fer et ses alliages sont chauffés à une température de 800 degrés Celsius, la résistance diminue de 20 fois. Dans les mêmes conditions, la résistance du tungstène ne diminue que trois fois. À 1 500 degrés Celsius, la résistance du fer est pratiquement réduite à zéro, mais pour le tungstène, elle est au niveau du fer aux températures ordinaires.
Aujourd'hui, 80 % du tungstène mondial est principalement utilisé dans la fabrication de l'acier. Haute qualité. Plus de la moitié des nuances d'acier utilisées par les entreprises de construction de machines contiennent du tungstène. Ils les utilisent comme matériau principal pour pièces de turbine, boîtes de vitesses, et utilisent également de tels matériaux pour la fabrication de machines à compresseur. Les arbres, les engrenages et un rotor forgé solide sont fabriqués à partir d'aciers techniques contenant du tungstène.
De plus, ils sont utilisés pour la fabrication de vilebrequins et de bielles. L'ajout à la composition de l'acier technique, en plus du tungstène et d'autres éléments d'alliage, augmente leur trempabilité. De plus, il est possible d'obtenir une structure à grains fins. Parallèlement à cela, des caractéristiques telles que la dureté et la résistance augmentent dans les aciers techniques produits.
Dans la production d'alliages résistants à la chaleur, l'utilisation de tungstène est l'une des conditions préalables. La nécessité d'utiliser ce métal particulier est due au fait qu'il est le seul capable de résister à des charges importantes dans des conditions de températures élevées dépassant le pouvoir de fusion du fer. Le tungstène et les composés à base de ce métal sont très durables et ont une bonne élasticité. À cet égard, ils sont supérieurs aux autres métaux inclus dans le groupe des matériaux réfractaires.
Inconvénients
Cependant, en énumérant les avantages du tungstène, on ne peut manquer de noter inconvénients inhérents à ce matériau.
Le tungstène, actuellement produit, contient 2 % de thorium. Cet alliage est appelé tungstène thorié. C'est caractéristique de lui résistance à la traction 70 MPaà une température de 2420 degrés Celsius. Bien que la valeur de cet indicateur soit faible, on constate que seuls 5 métaux, avec le tungstène, ne changent pas leur état solideà cette température.
Ce groupe comprend le molybdène, qui a un point de fusion de 2625 degrés. Un autre métal est le technétium. Cependant, il est peu probable que des alliages basés sur celui-ci soient produits dans un avenir proche. Le rhénium et le tantale n'ont pas une résistance élevée dans ces conditions de température. Par conséquent, le tungstène est le seul matériau capable de fournir une résistance suffisante sous des charges à haute température. Étant donné qu'il s'agit de l'un des produits rares, s'il existe une possibilité de le remplacer, les fabricants utilisent une alternative.
Cependant, dans la production de composants individuels, aucun matériau ne pourrait remplacer entièrement le tungstène. Par exemple, dans la fabrication de filaments de lampes électriques et d'anodes de lampes à arc courant continu Seul le tungstène est utilisé, car il n’existe tout simplement pas de substitut approprié. Il est également utilisé dans la fabrication d'électrodes pour le soudage à l'arc sous argon et à l'hydrogène atomique. De plus, en utilisant ce matériau, un élément chauffant est fabriqué, utilisé dans des conditions de 2000 degrés Celsius.
Application
Le tungstène et les alliages fabriqués à partir de celui-ci sont largement utilisés dans diverses industries. Ils sont utilisés dans la production Moteurs d'avion, utilisé dans le domaine de la science des fusées, ainsi que pour la production technologie spatiale. Dans ces domaines, les tuyères et les inserts de section critique des moteurs-fusées sont fabriqués à partir de ces alliages. De plus, ces matériaux sont utilisés comme matériaux de base pour la fabrication d’alliages pour fusées.
La production d'alliages à partir de ce métal présente une caractéristique associée au caractère réfractaire de ce matériau. À haute température, de nombreux métaux changent d'état et se transformer en gaz ou des liquides très volatils. Par conséquent, pour produire des alliages contenant du tungstène, des méthodes de métallurgie des poudres sont utilisées.
De tels procédés impliquent le pressage d'un mélange de poudres métalliques, leur frittage ultérieur et leur soumission ultérieure à une fusion à l'arc, réalisée dans des fours à électrodes. Dans certains cas, la poudre de tungstène frittée est en outre imprégnée d'une solution liquide d'un autre métal. Ainsi, on obtient des pseudo-alliages de tungstène, de cuivre, d'argent, utilisés pour les contacts dans installations électriques. Par rapport à ceux en cuivre, la durabilité de ces produits est 6 à 8 fois plus élevée.
Ce métal et ses alliages ont de grandes perspectives d'expansion du champ d'application. Tout d’abord, il convient de noter que, contrairement au nickel, ces matériaux peuvent fonctionner aux limites « ardentes ». L'utilisation de produits en tungstène au lieu du nickel entraîne centrales électriques les paramètres de fonctionnement sont augmentés. Et cela conduit à accroître l'efficacité des équipements. De plus, les produits à base de tungstène peuvent facilement résister aux environnements difficiles. Ainsi, nous pouvons affirmer avec certitude que le tungstène continuera à dominer le groupe de ces matériaux dans un avenir proche.
Le tungstène a également contribué au processus d'amélioration de la lampe électrique à incandescence. Avant la période 1898, ces luminaires électriques utilisaient du filament de carbone.
- c'était facile à faire;
- sa production était peu coûteuse.
Le seul inconvénient du filament de carbone était que durée de vie elle en avait un petit. Après 1898, le filament de carbone des lampes eut un concurrent sous la forme de l'osmium. Depuis 1903, le tantale est utilisé pour fabriquer des lampes électriques. Cependant, dès 1906, le tungstène remplaça ces matériaux et commença à être utilisé pour la fabrication de filaments pour lampes à incandescence. Il est encore utilisé aujourd’hui dans la fabrication d’ampoules modernes.
Pour conférer à ce matériau une résistance élevée à la chaleur, une couche de rhénium et de thorium est appliquée sur la surface métallique. Dans certains cas, le filament de tungstène est fabriqué avec l'ajout de rhénium. Cela est dû au fait qu'à haute température, ce métal commence à s'évaporer, ce qui conduit au fait que le fil constitué de ce matériau devient plus fin. L'ajout de rhénium à la composition réduit l'effet d'évaporation de 5 fois.
De nos jours, le tungstène est activement utilisé non seulement dans la production d'équipements électriques, mais aussi divers produits militaro-industriels. Son ajout à l'acier pour armes confère une grande efficacité aux matériaux de ce type. De plus, il vous permet d'améliorer les caractéristiques de protection du blindage et de rendre les projectiles perforants plus efficaces.
Conclusion
Le tungstène est l’un des matériaux les plus utilisés en métallurgie. Son ajout à la composition des aciers produits améliore leurs caractéristiques. Ils deviennent plus résistants aux charges thermiques et, en outre, le point de fusion augmente, ce qui est particulièrement important pour les produits utilisés dans des conditions extrêmes à haute température. L'utilisation dans la fabrication de divers équipements, produits et éléments, d'assemblages constitués de ce métal ou d'alliages à base de celui-ci permet d'améliorer les caractéristiques des équipements et d'augmenter l'efficacité de leur fonctionnement.
Quelle est la densité du tungstène ? Sur quoi repose son utilisation ? Cherchons ensemble des réponses à ces questions.
Poste au PS
Cet élément chimique est situé dans le sixième groupe tableau périodique. Son numéro de série est 74, la valeur relative masse atomique 183,85. Spécial est déterminé par son point de fusion élevé. Il est considéré comme l'un des tungstènes naturels contenant cinq isotopes stables, qui ont des nombres de masse similaires allant de 180 à 186.
Ouvrir un élément
Cet élément chimique a été découvert à la fin du XVIIIe siècle. K. Scheele a réussi à l'isoler d'un minéral dans lequel le métal était contenu sous forme d'oxyde. Pendant longtemps, le tungstène n’a pratiquement eu aucune utilité industrielle et n’était pas très demandé. Ce n’est qu’au milieu du XIXe siècle que le métal a commencé à être utilisé comme additif dans la production d’acier durable.
Cet élément se trouve en petite quantité dans la croûte terrestre. On ne le trouve pas sous forme libre ; on le trouve uniquement sous forme de minéraux. Ses oxydes sont utilisés à l'échelle industrielle.
Propriétés physiques
19300 est la densité du tungstène kg/m3 à conditions normales. Le métal forme un réseau cubique concentrique en volume. Il a une bonne capacité thermique. Haut coéfficent de température le tungstène explique son caractère réfractaire. Le point de fusion est de 3380 degrés Celsius. Sur propriétés mécaniques ses influences avant le traitement. Considérant que la densité du tungstène à 20 s est de 19,3 g/cm3, il peut être amené à l'état de fibre monocristalline. Cette propriété utilisé dans la fabrication du fil. À température ambiante, le tungstène a peu de ductilité.
Caractéristiques du tungstène
La densité importante du tungstène confère à ce métal certaines propriétés. Il a un taux d'évaporation assez faible, point hautébullition. En termes d'indicateur, le tungstène est trois fois inférieur à celui du cuivre. Exactement haute densité le tungstène limite la portée de son utilisation. De plus, son utilisation est affectée par sa fragilité accrue lorsque basses températures, instabilité à l'oxydation par l'oxygène atmosphérique à basse température.
Par caractéristiques externes le tungstène présente des similitudes avec l'acier. Il est utilisé pour la fabrication d'alliages caractérisés par une résistance accrue. Le tungstène est traité uniquement à des températures élevées.
Nuances de tungstène
Non seulement la densité du tungstène, mais également les additifs utilisés en métallurgie se reflètent dans la qualité de ce métal. Par exemple, VA implique un mélange de tungstène avec de l’aluminium et du silicium. La nuance résultante se caractérise par une température de recristallisation initiale et une résistance accrues après recuit.
Le VL consiste à ajouter de l'oxyde de lanthane au tungstène comme additif, ce qui augmente les propriétés émissives du métal.
MV est un alliage de tungstène et de molybdène. Cette composition augmente la résistance et maintient la ductilité du métal après recuit.
Domaine d'utilisation du tungstène
Les propriétés uniques de ce métal déterminent son utilisation. En quantités industrielles, il est utilisé à la fois sous forme pure et sous forme d'alliages.
Le tungstène est utilisé dans la vie quotidienne principalement à des fins électriques.
C'est celui-ci qui est utilisé comme composant principal (élément d'alliage) dans le processus de production des aciers rapides. En moyenne, la teneur en tungstène varie de neuf à vingt pour cent. De plus, il fait partie des aciers à outils.
Des aciers similaires sont utilisés pour la fabrication de fraises, de forets, de poinçons et de matrices. Par exemple, P6M5 indique que l'acier est allié au cobalt et au molybdène. De plus, le tungstène est contenu et divisé en types tungstène-cobalt et tungstène.
Le tungstène sous sa forme pure n'est pratiquement pas demandé dans la vie quotidienne. Le carbure de tungstène est un composé de ce métal avec du carbone. La connexion se caractérise par une dureté, un caractère réfractaire et une résistance à l'usure élevés. À base de carbure de tungstène, on fabrique des alliages durs productifs pour les outils, contenant environ 90 pour cent de tungstène et environ 10 pour cent de cobalt. Les pièces coupantes des outils de perçage et de coupe sont fabriquées à partir d’alliages durs.
Types d'aciers à base de tungstène
Résistant à l'usure et basé sur le caractère réfractaire du tungstène. Les composés de tungstène avec du chrome et du cobalt, appelés stellites, sont courants dans l'industrie. Ils sont appliqués par surfaçage sur les pièces d'usure des pièces de machines industrielles.
Les alliages « lourds » et de contact sont des mélanges de tungstène avec de l'argent ou du cuivre. Ils sont considérés comme des matériaux de contact assez efficaces, ils sont donc utilisés pour la production de pièces de travail pour interrupteurs, d'électrodes pour le soudage par points, ainsi que pour la fabrication d'interrupteurs.
Sous forme de fils, de produits forgés et de rubans, le tungstène est utilisé dans l'ingénierie radio, dans la fabrication de lampes électriques, ainsi que dans l'ingénierie des rayons X. Ce métal est considéré le meilleur matériel pour créer des spirales et des filaments.
Les tiges et fils de tungstène sont nécessaires à la fabrication de radiateurs électriques car les radiateurs à base de tungstène sont capables de fonctionner dans l'atmosphère. gaz inerte, l'hydrogène, et également sous vide.
L’une des industries les plus importantes utilisant le tungstène est le soudage. Il est utilisé pour créer des électrodes utilisées pour le soudage à l’arc. Les électrodes obtenues sont considérées comme non consommables.
Obtention de métal réfractaire
Combien coûte le tungstène ? Le prix au kg varie de 900 à 1 200 roubles. Il appartient au groupe des éléments métalliques rares. Outre le tungstène, le rubidium et le molybdène sont également inclus ici. Métaux rares ont une échelle d'utilisation insignifiante, compte tenu de leur contenu insignifiant dans la croûte terrestre. Aucun des métaux répertoriés ne peut être obtenu par réduction directe à partir de matières premières. Pour commencer, les matières premières sont transformées en divers produits chimiques. Il convient de noter qu'un enrichissement supplémentaire spécial des minerais est effectué avant leur traitement complet.
La chaîne technologique de production du tungstène rare comporte trois étapes. Tout d'abord, le minerai est décomposé, séparant le métal extrait de la masse de matières premières, ainsi que sa concentration dans le sédiment ou en solution. Ensuite, obtenu chimiquement composés purs, l'isolement et la purification sont effectués substance chimique. Lors de la troisième étape, le métal est isolé de l'oxyde purifié des impuretés.
La wolframite est utilisée comme matière première dans la production de tungstène. Ce minerai contient environ deux pour cent de métal pur. L'enrichissement du minerai est réalisé par flottation, gravité, séparation électromagnétique ou magnétique. Après enrichissement, un concentré de tungstène est formé, qui contient environ 65 pour cent d'oxyde de tungstène (6). En plus du métal, ces concentrés contiennent des impuretés de soufre, de cuivre, de phosphore, d'arsenic, de bismuth et d'antimoine. Combien coûte ce tungstène ? Le prix au kg est d'environ mille roubles. Pour fabriquer de la poudre de tungstène, il faut réduire son anhydride avec du carbone ou de l'hydrogène.
La méthode d'hydrogénation est principalement utilisée, car le carbone ajoute de la fragilité au métal et affecte négativement sa maniabilité. La poudre de tungstène est utilisée pour fabriquer méthodes spéciales, qui permettent d'analyser la composition, la granulométrie, ainsi que la composition des granulés formés.
L'hydrogène compact, principalement sous forme de lingots ou de barres, est utilisé comme ébauche dans la fabrication de produits semi-finis tels que des rubans et des fils.
Actuellement, deux méthodes sont utilisées pour créer du tungstène compact. La première méthode implique l’utilisation de la métallurgie des poudres. La deuxième méthode permet l'utilisation de fours à arc électrique, qui impliquent l'utilisation d'électrodes consommables.
Les types de produits les plus courants créés à partir de métal tungstène et qui revêtent une importance particulière sont les tiges de tungstène. Par forgeage, ils sont obtenus à partir de barres sur une machine à forger spéciale. Appliquer produits finis dans diverses branches de l'industrie moderne. Par exemple, c'est à partir d'elles que sont obtenues les électrodes de soudage non consommables. De plus, des tiges de tungstène sont également utilisées pour créer des radiateurs. Ils sont recherchés dans les appareils à décharge de gaz et les lampes électriques.
La production mondiale de tungstène est d'environ 30 000 tonnes par an. L'acier au tungstène et d'autres alliages contenant du tungstène ou ses carbures sont utilisés pour fabriquer des blindages de chars, des coques de torpilles et des obus, ainsi que les pièces les plus importantes des avions et des moteurs.
Le tungstène est un composant indispensable des meilleures qualités d'acier à outils. En général, la métallurgie absorbe près de 95 % de tout le tungstène extrait. (Il est caractéristique qu'il utilise largement non seulement du tungstène pur, mais principalement du ferrotungstène moins cher - un alliage contenant 80 % de W et environ 20 % de Fe ; il est produit dans des fours à arc électrique).
Les alliages de tungstène possèdent de nombreuses propriétés remarquables. Le métal dit lourd (tungstène, nickel et cuivre) est utilisé pour fabriquer des conteneurs dans lesquels sont stockées des substances radioactives. Son effet protecteur est 40 % supérieur à celui du plomb. Cet alliage est également utilisé en radiothérapie, car il offre une protection suffisante avec une épaisseur d'écran relativement faible.
Un alliage de carbure de tungstène contenant 16 % de cobalt est si dur qu'il peut remplacer partiellement le diamant lors du forage de puits. Les pseudo-alliages tungstène-cuivre-argent sont d'excellents matériaux pour les interrupteurs et les interrupteurs électriques haute tension : ils durent six fois plus longtemps que les contacts en cuivre classiques.
L'utilisation de métaux purs et d'alliages contenant du tungstène repose principalement sur leur caractère réfractaire, leur dureté et leur résistance chimique. Le tungstène pur est utilisé pour la fabrication de filaments de lampes électriques à incandescence et de tubes cathodiques, dans la fabrication de creusets pour l'évaporation des métaux, dans les contacts des distributeurs d'allumage des automobiles, dans les cibles des tubes à rayons X ; comme enroulements et éléments chauffants de fours électriques et comme matériau de structure pour les véhicules spatiaux et autres utilisés à des températures élevées. Les aciers rapides (17,5 à 18,5 % de tungstène), le stellite (à base de cobalt avec ajout de Cr, W, C), l'hastalloy (acier inoxydable à base de Ni) et de nombreux autres alliages contiennent du tungstène. La base de la production d'alliages d'outils et résistants à la chaleur est le ferrotungstène (68 à 86 % W, jusqu'à 7 % de Mo et de fer), qui est facilement obtenu par réduction directe de concentrés de tungstène ou de scheelite. « Gagner » – très alliage dur, contenant 80 à 87 % de tungstène, 6 à 15 % de cobalt et 5 à 7 % de carbone, est indispensable dans le traitement des métaux, l'exploitation minière et la production pétrolière.
Les tungstates de calcium et de magnésium sont largement utilisés dans les appareils fluorescents, et d'autres sels de tungstène sont utilisés dans les industries chimiques et de tannage. Le bisulfure de tungstène est un lubrifiant sec haute température, stable jusqu'à 500°C. Les bronzes de tungstène et autres composés de l'élément sont utilisés dans la fabrication de peintures. De nombreux composés de tungstène sont d'excellents catalyseurs.
Le caractère indispensable du tungstène dans la production de lampes électriques s'explique non seulement par son caractère réfractaire, mais aussi par sa ductilité. À partir d'un kilogramme de tungstène, on tire un fil de 3,5 km de long, c'est-à-dire Ce kilogramme suffit à fabriquer les filaments de 23 000 ampoules de 60 watts. C'est grâce à cette propriété que l'industrie électrique mondiale ne consomme qu'environ 100 tonnes de tungstène par an.
