VANADIUM

Composés du vanadium

La structure électronique lacunaire du vanadium, élément de transition, confère à ses composés des possibilités catalytiques :

– le pentoxyde (V₂O₅) catalyse l'oxydation de composés organiques et inorganiques ; son emploi principal est l'oxydation de l'anhydride sulfureux en anhydride sulfurique dans le procédé « par contact » de fabrication de l'acide sulfurique ; le pentoxyde trouve également des applications comme pigment (céramique, encre d'imprimerie, textile, verre) ;

– le trichlorure (VCl₃) et l' oxychlorure (VOCl₃) sont utilisés comme catalyseurs stéréospécifiques (type Ziegler-Natta) dans la préparation d'élastomères de synthèse, ou caoutchouc E.P.T. (éthylène, propylène, terpolymères), qui entrent dans la fabrication de joints, de balles de golf et de pneumatiques. La capacité européenne installée dépasse 80 000 tonnes par an de caoutchouc E.P.T.

Le dioxyde VO₂ est caractérisé par une transition structurale à 338 K (monoclinique ⇌ quadratique), qui s'accompagne d'une importante discontinuité de conductivité électrique (semiconducteur ⇌ conducteur métallique) et de susceptibilité magnétique. Ce matériau trouve des applications en électronique et en électricité comme rupteur statique.

Les composés V₃Si, V₃Ga, V₃Ge, V₃Sn, mais surtout V₃Al et V₃ (Si_1-xGa_x) sont des matériaux supraconducteurs à température critique élevée. Le composé V₃Ga substitué permet de réaliser des électro-aimants puissants fonctionnant dans l'hydrogène liquide (20,4 K), capables de produire des champs magnétiques très élevés, de 22 à 23 teslas, grâce à des courants électriques de 300 ampères. Cette technologie trouve des applications dans la miniaturisation des équipements, mais également dans les puissants accélérateurs de particules (cyclotrons) et surtout dans les appareillages destinés à obtenir la fusion nucléaire contrôlée de l'hydrogène par le procédé « Tokamak », réacteur destiné à la production « propre » d'électricité nucléaire.

En métallurgie des poudres, le carbure de vanadium (VC) empêche, lors du frittage, le grossissement du grain du carbure de tungstène. Une addition de 0,5 à 1 p. 100 permet d'obtenir des nuances de « métaux durs » – type WC-Co – à grains fins pour outils de coupe destinés à l'usinage des fontes dures.

Le vanadate d'yttrium est le composé transmettant le rouge des écrans de télévision en couleurs.

Ajoutés au chlorate de sodium, les sels de vanadium renforcent son action herbicide, alors qu'ils sont aussi utilisés en agriculture comme oligo-éléments fertilisants.

Les sels de vanadium sont cependant toxiques.