Présentation
RÉSUMÉ
Découverts il y a deux siècles, le niobium et le tantale sont apparus dans notre quotidien dans les années 1970 après une progression industrielle étonnante. Elle conduit à plusieurs constats et pistes de réflexion, qui portent sur l'importance du marché des produits sidérurgiques, la piste des filières courtes illustrant les principales variantes à envisager et les opportunités de coupures dans la filière d'élaboration de l'acier. Le tantale provient, d'une part du minerai d'étain, concentré dans des scories pendant la transformation de l'étain et, d'autre part, des minerais columbo-tantalites. Le tantale a trouvé une niche avec les condensateurs pour l'électronique de pointe. Le niobium, extrait des scories d'étain et des columbo-tantalites, reste largement issu du pyrochlore. La précipitation du carbure de niobium au sein des aciers a ouvert la voie aux aciers à haute limite d'élasticité. Ensuite, la performance supraconductrice des alliages de niobium a rendu possible des applications scientifiques, comme les accélérateurs de particules, et pratiques, comme l'imagerie médicale.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l'articleAUTEUR(S)
-
Christian POLAK : Ingénieur de l'École nationale supérieure de géologie de Nancy
INTRODUCTION
Le niobium (encore appelé columbium aux États-Unis) et le tantale sont respectivement les éléments numéros 41 et 73 que l'on trouve dans la nature sous forme combinée.
Ils forment avec le vanadium (n o 23) les éléments de transition de la colonne 5, d'après la classification périodique du tableau de Mendeleïev. Leurs configurations électroniques externes sont :
Nb : (Kr) 4d 4 5s 1 ;
Ta : (Xe) 4f 14 5d 3 6s 2 .
Classés comme métaux réfractaires de par leurs hautes températures de fusion, ils ont été pressentis très tôt pour des applications à haute température ; ainsi par exemple le tantale, sur lequel le choix s'est porté au début du XX e siècle pour les filaments de lampes.
Le tantale provient de deux sources de matière première : d'une part, il accompagne le minerai d'étain dans la cassitérite et se retrouve concentré dans des scories pendant la transformation de l'étain et, d'autre part, il est présent dans des minerais appelés columbo-tantalites.
Cantonné longtemps à la chimie, le tantale n'a trouvé une niche spécifique que dans les années 1960-1970 avec les condensateurs pour l'électronique de pointe : téléphones mobiles, caméscopes, micro-ordinateurs.
Cette application est un formidable moteur de croissance pour le tantale : la consommation mondiale annuelle a quasiment doublé en 10-15 ans (aujourd'hui entre 1 600-1 800 t/an, exprimée en métal contenu, pour une production de minerais et de scories de 1 400-1 500 t, la différence provient du recyclage).
Le niobium , bien que toujours lié au tantale dans les scories d'étain et les columbo-tantalites, est très largement issu d'un minerai spécifique, le pyrochlore.
Pénalisé par des ressources jusqu'alors éparses, ce n'est qu'à partir des années 1960, lors de la découverte de vastes gisements de pyrochlore au Brésil, que le niobium a réellement pris son essor. La précipitation du carbure de niobium au sein des aciers a ouvert la voie aux aciers à haute limite d'élasticité HLE (HSLA, High Strength Low Alloy ). Plus spectaculaire...
Cet article est réservé aux abonnés. Il vous reste 92 % à découvrir.
Déjà abonné ? Se connecter
VERSIONS
Il existe d'autres versions de cet article :
- Version archivée 1 de juin 1997 par Christian POLAK
DOI (DIGITAL OBJECT IDENTIFIER)
Métallurgie et recyclage du niobium et du tantale
Propriétés physiques
Cet article est réservé aux abonnés. Il vous reste 92 % à découvrir.
Déjà abonné ? Se connecter
Article inclus dans l'offre
"Élaboration et recyclage des métaux"
(
160 articles
)
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.
Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.
Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.
Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.
