L'Université polytechnique de Tomsk innove avec une production de carbure de tungstène rentable à partir de déchets

L'Université polytechnique de Tomsk innove avec une production de carbure de tungstène rentable à partir de déchets

Des chercheurs de l'Université polytechnique de Tomsk (TPU) ont dévoilé un nouveau procédé qui produit du carbure de tungstène (WC) de haute qualité et d'autres matériaux superdurs en dehors d'une chambre sous vide. La technique réutilise des forets, outils et autres déchets de WC comme matière première, offrant une alternative moins chère et plus verte aux méthodes conventionnelles. Les résultats ont été publiés dans la revue à comité de lecture International Journal of Refractory Metals and Hard Materials.

Poudre de carbure de tungstène

Le carbure de tungstène (WC) est la pierre angulaire des forets en alliage dur, outils de coupe et composants résistants à l'usure. Avec une conductivité électrique et thermique, une résistance à la compression et une résistance à la corrosion rivalisant avec le diamant, le WC est indispensable dans des industries allant de l'aérospatiale à la technologie de l'information.

Le secteur industriel désigne souvent le carbure cémenté comme les « dents de l'industrie » en raison de son rôle critique dans la défense moderne, l'aérospatiale et les applications technologiques émergentes.

Depuis que les chercheurs ont découvert dans les années 1970 que les hydrocarbures peuvent subir une hydrolyse hydrogène sur WC, le matériau a été étudié comme catalyseur sans platine pour la production d'hydrogène à partir d'eau. La structure électronique de surface du WC imite le platine, offrant une activité catalytique similaire tout en offrant une résistance supérieure à l'empoisonnement et un coût inférieur.

La percée de TPU réside dans la synthèse de nanopoudre de carbure de tungstène dans des conditions ambiantes. En utilisant des électrodes en graphite spécialement formées pour générer un plasma d'arc, l'équipe crée un milieu gazeux spontanément isolant sans besoin de chambre sous vide. Cette innovation simplifie considérablement le processus, réduit la consommation d'énergie d'un ordre de grandeur et abaisse les coûts d'équipement.

Alexander Pak, chercheur au centre de recherche « Eco-Énergie 4.0 » de TPU, a expliqué : « Notre conception d'électrode en graphite nous permet de produire un plasma isolant dans l'air, éliminant l'exigence de vide et réduisant la consommation d'énergie d'un ordre de grandeur. »

La méthode accepte également des forets usés, pièces d'outils usagées et autres déchets contenant du WC comme précurseurs de synthèse, s'alignant sur les principes de l'économie circulaire. De plus, le processus est adaptable à la synthèse d'autres matériaux superdurs réfractaires tels que le carbure de titane, le carbure de silicium et le carbure de bore.

L'équipe de TPU prévoit d'affiner la technique pour un déploiement commercial et d'étendre son application au recyclage de déchets à grande échelle. La recherche a été financée par la Fondation russe pour la science.

Conclusion

Merci pour votre lecture. Pour plus d'informations sur le tungstène et d'autres métaux réfractaires, visitez Advanced Refractory Metals (ARM).

Basée à Lake Forest, Californie, ARM est un fournisseur mondial de premier plan de métaux et alliages réfractaires de haute qualité — notamment tungstène, titane, molybdène, tantale, rhénium et zirconium — à des prix compétitifs.