Cet article contient une comparaison des principales propriétés thermiques et atomiques du zirconium et du tungstène, deux éléments chimiques comparables du tableau périodique. Il contient également des descriptions de base et des applications des deux éléments. Zirconium vs Tungstène.
Zirconium et Tungstène – À propos des éléments
Source : www.luciteria.com
Zirconium et Tungstène – Applications
Zirconium
La plupart du zircon est utilisé directement dans les applications à haute température. Ce matériau est réfractaire, dur et résistant aux attaques chimiques. En raison de ces propriétés, le zircon trouve de nombreuses applications, dont peu sont très médiatisées. Son utilisation principale est comme opacifiant, conférant un aspect blanc et opaque aux matériaux céramiques. Le zirconium et ses alliages sont largement utilisés comme gaine pour les combustibles des réacteurs nucléaires. Le zirconium allié au niobium ou à l’étain possède d’excellentes propriétés de corrosion. La haute résistance à la corrosion des alliages de zirconium résulte de la formation naturelle d’un oxyde dense et stable à la surface du métal. Ce film est auto-cicatrisant, il continue à se développer lentement à des températures allant jusqu’à environ 550°C (1020°F) et il reste fermement adhérent. La propriété recherchée de ces alliages est également une faible section efficace de capture de neutrons.
Tungstène
Le tungstène est un métal largement utilisé. Environ la moitié du tungstène est consommée pour la production de matériaux durs – à savoir le carbure de tungstène – le reste étant principalement utilisé dans les alliages et les aciers. L’exploitation minière et le traitement des minéraux exigent des machines et des composants résistants à l’usure, car les énergies et les masses des corps en interaction sont importantes. Pour cela, les matériaux les plus résistants à l’usure doivent être utilisés. Par exemple, le carbure de tungstène est largement utilisé dans l’exploitation minière dans les trépans de forage à marteau supérieur, les marteaux de fond de trou, les couteaux à rouleaux, les burins de charrue à longue paroi, les pics de cisaillement à longue paroi, les alésoirs de forage ascendant et les tunneliers. Les 40 % restants sont généralement utilisés pour fabriquer divers alliages et aciers spéciaux, des électrodes, des filaments, des fils, ainsi que divers composants pour des applications électriques, électroniques, de chauffage, d’éclairage et de soudage.
Zirconium et tungstène – Comparaison dans le tableau
| Élément | Zirconium | Tungstène |
| Densité | 6,511 g/cm3 | 19,25 g/cm3 |
| Résistance à la traction ultime | 330 MPa | 980 MPa |
| Limite d’élasticité | 230 MPa | 750 MPa |
| Module de Young | 88 GPa | 411 GPa |
| Échelle de Mohs | 5 | 7,5 |
| Dureté Brinell | 650 MPa | 3000 MPa |
| Dureté Vickers | 900 MPa | 3500 MPa |
| Point de fusion | 1855°C | 3410°C |
| Point d’ébullition | 4377°C | 59300°C |
| Conductivité thermique | 22,7 W/mK | 170 W/mK |
| Coefficient de dilatation thermique | 5,7 µm/mK | 4,5 µm/mK |
| Chaleur spécifique | 0,27 J/g·K | 0,13 J/g·K |
| Température de fusion | 16,9 kJ/mole | 35,4 kJ/mole |
| Chaleur de vaporisation | 591 kJ/mole | 824 kJ/mol |