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Auteur(s)
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Fernand MARATRAY : Directeur Technique Honoraire de la Climax Molybdenum SA
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Lire l’articleINTRODUCTION
Karl Wilhelm Scheele mettait fin, en 1778, à la confusion qui régnait sur la nature de la molybdénite et du graphite, en montrant que la molybdénite (MoS2 ), soumise à une attaque nitrique à chaud, laissait un résidu blanc, qu’il identifiait ensuite comme un oxyde acide, que nous savons être l’anhydride molybdique.
En 1782, P. J. Hjelm séparait le métal, sous la forme d’une poudre fine, en chauffant l’oxyde avec du charbon de bois, et lui donnait le nom de molybdène. Il ne pouvait obtenir la fusion de cette poudre, et ce n’est qu’en 1893 que H. Moissan réussit la fusion du molybdène en chauffant un mélange de dioxyde de molybdène et de charbon de bois au four électrique. Le métal obtenu contenait de nombreuses impuretés et titrait 92 à 96 % de molybdène.
La première utilisation industrielle du molybdène est l’ajout de cet élément dans des aciers pour blindages, en 1894, aux usines Schneider du Creusot. La production industrielle du molybdène pur, sous une forme massive, est devenue possible, à partir de 1909, quand W. D. Coolidge montra que la technique de métallurgie des poudres, qu’il avait mise au point pour la fabrication de filaments de tungstène, était applicable au molybdène. Le fil de molybdène, utilisé dans la fabrication des lampes à incandescence, a été la première application industrielle importante. L’utilisation du fil s’est développée en métallisation et, avec le ruban, dans la fabrication des lampes radio et des contacts électriques. Ces applications ont constitué l’essentiel de la consommation de molybdène massif jusqu’au début de la Seconde Guerre mondiale.
Dans les années 50, pour satisfaire à de nouvelles applications dans des secteurs industriels très variés, la production de semi‐produits de grandes dimensions et plus performants a conduit à une véritable mutation technologique des procédés de fabrication, molybdène électrofondu (Climax Molybdenum 1953), pressage isostatique, accompagnée de la production de molybdène de plus haute pureté et de la mise au point d’alliages à durcissement par précipitation, et de durcissement de solution solide.
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Propriétés du molybdène
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7. Utilisations industrielles
Les applications industrielles du molybdène et de ses alliages tirent parti d’une ou de plusieurs de ses caractéristiques physiques, chimiques et mécaniques ; les secteurs d’utilisation sont très diversifiés [4].
7.1 Électricité et électronique
Le molybdène permet, dans la fabrication des lampes à halogènes et des tubes électroniques, de réaliser des scellements étanches sous vide avec le quartz et des verres borosilicatés. Le scellage s’effectue à 2 100 oC environ ; le molybdène présente l’avantage d’être stable à haute température en présence du quartz, de résister à la pression exercée au cours de l’opération et, comme les coefficients de dilatation sont compatibles, les contraintes thermiques sont négligeables.
Les filaments de tungstène sont spiralés sur des mandrins en molybdène, on sépare, après spiralage, le filament du mandrin par dissolution sélective du molybdène.
Le molybdène est utilisé, pour sa bonne résistance aux sollicitations thermiques, dans la fabrication des supports, crochets et œillets de serrage des lampes à filaments de tungstène, des anodes, des grilles, des supports de getters et de cathodes et dans celle des tétrodes à ondes courtes et à haute puissance (figure 6).
La bonne résistance à l’érosion à l’arc électrique et l’inertie chimique du molybdène en présence du mercure (θ < 700 oC) permet son utilisation dans la fabrication des interrupteurs à mercure, des relais téléphoniques et des contacteurs spéciaux.
Le molybdène a une place privilégiée dans la fabrication des redresseurs, diodes, thyristors, transistors et microprocesseurs ; son coefficient de dilatation, identique à celui du silicium, et ses caractéristiques thermiques permettent d’éviter les contraintes internes et de dissiper facilement l’énergie calorifique.
La codéposition par pulvérisation cathodique de molybdène et de silicium, de ultra‐haute pureté, donne des films de MoSi x qui permettent d’obtenir des circuits intégrés à faible capacitance parasite.
L’arbre de rotation des tubes à rayons X, à anode tournante, utilisés pour les examens médicaux, est en molybdène ou en alliage TZM.
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Utilisations industrielles
ANNEXES
Le prix de la poudre de molybdène en 1992 était de l’ordre de 15 à 20 $ ; les difficultés de fabrication et la mise au mille augmentent considérablement le prix des demi‐produits laminés quand le diamètre ou l’épaisseur diminue (figure 1).
1.2.1 Évaluation des réserves en 1992
Gisements de molybdène exploités 1 265 × 103 t
Gisements de molybdène non exploités 3 036 × 103 t
Gisements de molybdène associé exploités 2 316 × 103 t
Gisements de molybdène associé non exploités 1 142 × 103 t
Total...
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