Le tungstène est en effet utilisé dans les éléments chauffants, en particulier pour les applications à haute température, en raison de ses propriétés thermiques exceptionnelles.
Le tungstène a le point de fusion le plus élevé de tous les métaux purs, soit 3422°C.
Cela lui permet de fonctionner à des températures allant jusqu'à 2800°C, ce qui le rend idéal pour les processus de traitement thermique spécialisés et la métallisation sous vide.
5 faits essentiels à connaître
1. Utilisation dans les éléments chauffants
Les éléments chauffants en tungstène sont utilisés dans diverses applications, notamment dans les procédés généraux de traitement thermique tels que la trempe et le brasage, ainsi que dans les procédés spécialisés à plus haute température.
Le point de fusion élevé et la bonne stabilité mécanique et thermique du tungstène permettent de l'utiliser dans des conditions extrêmes où d'autres matériaux seraient défaillants.
Par exemple, les réchauffeurs en fil de tungstène sont utilisés dans la métallisation sous vide pour l'aluminisation, le chromage et la création de miroirs et d'articles décoratifs.
2. Conditions de fonctionnement
Les éléments chauffants en tungstène doivent être utilisés dans des conditions spécifiques pour éviter l'oxydation et la fragilisation.
Ils sont sensibles à l'oxygène et ne doivent pas être exposés à l'air à des températures élevées.
Le tungstène s'oxyde dans l'air à partir de 500°C environ et rapidement au-delà de 1200°C.
C'est pourquoi il est généralement utilisé sous vide ou dans des atmosphères contrôlées.
À une pression inférieure à 10-2 torr, le tungstène peut être utilisé jusqu'à 2000°C, et à moins de 10-4 torr, il peut résister à l'évaporation jusqu'à environ 2400°C.
3. Conception et contrôle
Pour optimiser les performances et la longévité des éléments chauffants en tungstène, ceux-ci sont souvent conçus avec un système de contrôle de la température par rampe.
Ce système limite la puissance appliquée pendant les conditions de démarrage à froid, évitant ainsi la surchauffe et la fragilisation du matériau qui s'ensuit.
4. Comparaison avec d'autres matériaux
Bien que d'autres matériaux comme le molybdène, le tantale et le graphite soient également utilisés dans les éléments chauffants, le tungstène se distingue par son point de fusion plus élevé et ses performances supérieures à des températures extrêmes.
Toutefois, la complexité du travail avec le tungstène, due à son point de fusion élevé et à la nécessité de conditions de fonctionnement spécifiques, le rend moins standard que d'autres matériaux tels que les alliages platine-rhodium, qui offrent des améliorations en termes de pression de vapeur, de taux d'oxydation et de température d'utilisation.
5. Résumé
En résumé, le tungstène est un matériau essentiel pour les éléments chauffants dans les applications à haute température, car il tire parti de ses propriétés uniques pour atteindre des températures et des conditions de fonctionnement que d'autres matériaux ne peuvent pas supporter.
Son utilisation est optimisée par une conception soignée et des systèmes de contrôle permettant de gérer sa susceptibilité à l'oxydation et à la fragilisation.
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