Quels sont les différents types de métal au vanadium?
Plusieurs types d'alliages de vanadium et de métaux sont produits industriellement pour différentes applications. Le vanadium est le plus souvent allié au fer dans divers alliages d'acier, mais il est également allié à des matériaux tels que le titane et le gallium. Le vanadium métallique est utilisé pour sa haute résistance et sa capacité à la maintenir à haute température. Certains alliages de vanadium ont également d’autres propriétés utiles, telles que la supraconductivité et la résistance à la corrosion.
Le vanadium est un métal gris argenté. Il s’agit de l’élément 23 du tableau périodique des éléments et sa forme la plus courante a un poids atomique de 50,9. Il est doux et ductile, avec un point de fusion de 1910 ° C (2183 ° K). Il ne se trouve jamais à l'état pur dans la nature et est extrait, à des fins d'utilisation humaine, de minéraux tels que la vanadinite, la magnétite et la carotite, généralement sous forme d'oxyde de vanadium (V 2 0 5 ), également appelé pentoxyde de vanadium. Il contient deux isotopes naturels, la grande majorité du vanadium étant du vanadium 51, qui est stable, et un faible pourcentage sous la forme de l’isotope radioactif vanadium 50.
Un alliage fer-vanadium composé d'au moins 35% de vanadium est appelé ferrovanadium. Le ferrovanadium est utilisé dans la production d’aciers à base de vanadium et de fer, principalement utilisés pour le vanadium métallique. Ces alliages d'acier incluent parfois aussi d'autres métaux d'alliage, tels que le nickel, l'aluminium et le chrome.
Le vanadium confère à l'acier une plus grande résistance et de meilleures performances à haute température. Les aciers au vanadium à haute teneur en carbone contiennent de très faibles quantités de vanadium, environ 0,15 à 0,25%. Les aciers à outils à grande vitesse peuvent avoir une teneur en vanadium métallique beaucoup plus élevée, pouvant atteindre 14,5%. Les alliages d'acier contenant du vanadium sont souvent utilisés dans des applications nécessitant résistance et résistance à la chaleur, telles que les outils de coupe et les pièces de moteur.
Le vanadium est également utilisé dans les alliages de titane, généralement en combinaison avec le métal aluminium. Ces alliages, qui contiennent habituellement environ 4% de vanadium, sont coûteux mais peuvent avoir une résistance et une ténacité excellentes, maintenues à des températures très élevées. Ils sont également légers et résistants à la corrosion. Les alliages de titane contenant du vanadium sont couramment utilisés pour les applications aérospatiales et militaires nécessitant une résistance élevée à la chaleur, comme dans les moteurs et les turbines, ainsi que dans les moteurs d'automobiles à hautes performances. Ils ont également une biocompatibilité élevée, ce qui signifie qu'ils n'ont pas d'effets toxiques sur les tissus vivants ni ne provoquent de réactions du système immunitaire dommageables. Ils sont donc souvent utilisés dans des dispositifs médicaux implantés.
Le vanadium allié au gallium est un alliage supraconducteur utilisé dans les aimants supraconducteurs. Un supraconducteur est un matériau qui conduit l’électricité sans résistance électrique aux très basses températures. Le vanadium-gallium devient supraconducteur à une température de seulement 14,2 ° Kelvin au-dessus du zéro absolu (-434,1 ° F ou -258,9 ° C). Les alliages vanadium-gallium peuvent également contenir de petites quantités d'autres éléments tels que le niobium, l'étain ou le platine.