LANTHANE ET LANTHANIDES

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Terres rares : caractéristiques physico-chimiques

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Terres rares : découverte

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Terres rares : éléments

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Terres rares : minéraux

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Applications liées aux propriétés chimiques

Les terres rares en métallurgie

L'utilisation des terres rares en métallurgie représente le quart de leur consommation. En général, les éléments employés ne sont pas d'une grande pureté chimique, ce qui limite la valeur économique ajoutée. Les terres rares jouent le rôle d'agent de stabilité et de renforcement des propriétés des aciers ; elles peuvent aussi modifier la structure.

Les terres rares, agents de renfort

Cette activité, développée dès les années 1930, n'utilise que le mischmétal. Le caractère oxydant du cérium permet de piéger l'oxygène et le soufre excédentaires. Toutefois, sa teneur doit être faible (de l'ordre de 0,02 p. 100). L'acier doux ou la fonte deviennent plus ductiles et plus résistants à la rupture et à la formation de fêlures. Le mischmétal a un effet bénéfique sur la stabilisation du carbure de fer et sur la transformation des inclusions de graphite en particules sphéroïdales, améliorant les propriétés mécaniques. L'acier ainsi traité est utilisé pour les forets dans l'industrie pétrolière ainsi que dans les pipelines et les canalisations de cracking en raison de sa résistance aux agents corrosifs à température élevée.

Dans des cas particuliers, comme des aciers inoxydables, on préfère des éléments plus purs : cérium, praséodyme, néodyme ou yttrium, en raison de résistances particulières à l'oxydation superficielle. On utilise également le cérium dans certaines applications de chromage et de galvanisation.

Les alliages contenant des terres rares

La plus ancienne utilisation du mischmétal, également la plus commune, est son mélange avec 30 p. 100 de fer, pour constituer la pierre pyrophorique des briquets. Plus récemment, deux alliages sont à la base des aimants les plus utilisés actuellement : les alliages samarium-cobalt et les alliages néodyme-fer-bore, qui sont apparus respectivement dans les années 1970 et à la fin des années 1980. On utilise dans ce cas des terres rares pures, même si l'adjonction discrète d'autres [...]

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Pour citer l’article

Patrick MAESTRO, Regino SAEZ PUCHE, Pierre-Charles PORCHER, Concepcion CASCALES, « LANTHANE ET LANTHANIDES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 15 février 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/lanthane-et-lanthanides/