Que sont les métaux réfractaires?
Les métaux réfractaires sont des éléments métalliques du tableau périodique présentant plusieurs caractéristiques distinctes. Ils ont un point de fusion supérieur à 2 000 ° Celsius (3 632 ° F) et sont solides à la température ambiante. Ils sont également extrêmement résistants aux éléments d'usure tels que la déformation par fluage, qui est un changement de forme que subissent les métaux ordinaires lorsqu'ils sont soumis à des contraintes. Il existe cinq métaux réfractaires établis, dont le niobium, le molybdène, le tantale, le tungstène et le rhénium. Toutefois, d’autres éléments et composés métalliques font parfois partie de ce groupe, notamment le chrome, les alliages de tungstène et un alliage de molybdène contenant du titane et du zirconium, connu sous le nom de TZM.
La résistance à la chaleur des métaux réfractaires du tungstène est un bon exemple de l’une de ces propriétés. Il est si puissant que, même lorsqu'il est chauffé à une température de 1 000 ° Celsius (1 832 ° F), il affiche toujours une résistance deux fois supérieure à celle de l'élément à repasser à la température ambiante. Cela le rend utile pour des applications telles que les cônes à fusée, comme filaments de longue durée dans les ampoules à incandescence et comme additif pour l'acier utilisé dans le soudage et d'autres applications à haute température. L’acier inoxydable contient également du tungstène pour augmenter sa résistance à la corrosion des métaux réfractaires, pour les tuyauteries industrielles où des produits chimiques corrosifs et puissants sont utilisés.
Étant donné que les métaux réfractaires s'usent à un rythme très réduit, ils sont également largement utilisés dans la fabrication de composants devant présenter une résistance à l'abrasion à long terme, tels que les coussinets et les buses. Bon nombre de ces composants sont utilisés dans des machines à hautes performances, telles que l'industrie aérospatiale ou la fabrication de composants électroniques semi-conducteurs. Les alliages de tungstène, tels que le TZM ainsi que le niobium et le chrome, sont le plus souvent utilisés pour ces applications. Le chrome fait également partie de la catégorie de résistance à l'oxydation des métaux réfractaires, car il s'agit d'un revêtement extrêmement durable pour les roulements.
D'autres propriétés des métaux réfractaires ciblent leurs utilisations dans plusieurs industries spécifiques. Le molybdène a un coefficient de dilatation très prévisible, ce qui en fait un métal clé dans les thermocouples et les puits de chaleur dans les ordinateurs, tandis que la réactivité chimique unique du rhénium lui confère des applications dans des processus tels que l'hydrocraquage, la décomposition du pétrole en molécules plus simples. Le niobium est utilisé dans la conception des centrales nucléaires et constitue un métal idéal pour les supraconducteurs, car il absorbe très peu de neutrons. Le tantale est utilisé dans l'aérospatiale et le matériel chirurgical en raison de son caractère inerte au contact des fluides corporels et des tissus. Le tungstène et ses composés sont largement utilisés comme métal de renforcement dans toutes les industries, de l’extraction minière à l’industrie du forage pétrolier, avec une telle demande qu’une grande partie du métal est récupérée à partir de ferraille.