Magnésium MA2-1, MA8, ML5

Le magnésium est un métal blanc argenté très léger. Dans le tableau périodique des éléments chimiques, il est étiqueté Mg. Dans des conditions normales, il reste pratiquement inchangé dans l’air, car il est protégé de l’oxydation par une fine couche d’oxyde superficielle.

Gisements de magnésium

Les gisements de magnésium les plus riches se trouvent en Norvège, en Chine et aux États-Unis. La magnésite et la brusite contiennent 34 à 40% de magnésium, tandis que la dolomite, l’epsomite et la kiesérite en contiennent entre 13 et 17%. Un pourcentage négligeable (jusqu'à 0,13% du magnésium) est dissous dans les océans; toutefois, si l’on multiplie ce chiffre par des milliards de tonnes d’eau, il apparaît que les océans sont sans doute le plus riche réservoir de magnésium. Les sels de magnésium sont facilement solubles. La magnésite est transportée par les eaux géothermiques chaudes jusqu'à la surface, où elle précipite après refroidissement de l’eau. Les sédiments des lacs sédimentaires sont riches en sels de magnésium. Les sels sédimentaires de carnallite sont omniprésents et des nids de dolomie se trouvent autour des sources thermales. Les principaux gisements de magnésium ont été formés au Permien ou au Précambrien par voie sédimentaire et leurs réserves sont énormes.

La production

Le magnésium technique est produit par électrolyse, en faisant fondre des mélanges de sels de chlorure de sodium, de magnésium et de potassium. Afin de se débarrasser des impuretés, il nécessite un raffinage supplémentaire par raffinage électrolytique, en fondant avec des flux spéciaux sous vide. La sublimation sous vide est souvent appliquée. La pureté du magnésium raffiné n’est pas inférieure à 99,999%. Un autre procédé est le procédé thermique, qui repose sur la réduction du MgO à haute température avec du coke ou du silicium. La silice facilite grandement l’extraction du magnésium de la dolomie. Le prix du magnésium en lingot est actuellement d’environ trois dollars par kilogramme.

Rôle biologique

Le magnésium est un oligo-élément important dans la régulation du métabolisme. Les médecins ont constaté que l’application d’un mélange de sels de bischofite permet de traiter les troubles de l’appareil locomoteur, des articulations et de la colonne vertébrale. Cette méthode est indispensable à la rééducation des blessures.

Propriétés chimiques

Le magnésium dissout facilement les acides avec émission d’hydrogène, et les alcalis n’ont pratiquement aucun effet sur lui. Dans une solution de chlorure de sodium à 3% et dans l’eau de mer, le magnésium se transforme en hydroxyde amorphe. Mais le magnésium résiste aux alcools (sauf le méthyle), à l’essence, à la paraffine, au fréon et à l’huile minérale. Le magnésium lui-même est un agent réducteur puissant, capable d’expulser des éléments moins actifs de leurs composés et de réduire d’autres métaux à partir de solutions salines à température ambiante. Lorsqu’il est chauffé, il extrait l’oxygène des oxydes et des alcalis. La poudre de magnésium peut être utilisée pour fabriquer des composés simples, ce qui est une qualité précieuse qui la rend appropriée pour le titane.

Qualités physiques

Le magnésium est un métal très léger dont le point d'ébullition est de 1103 °C, la densité d’environ 1,7 g/cm³ à 20 °C et le point de fusion de 650 °C. Sa surface est recouverte d’un film d’oxyde qui se décompose à 623 °C, après quoi le magnésium se consume. La poudre et la feuille de magnésium sont enflammées avec une allumette ordinaire et brûlent à la fois dans l’air et dans le dioxyde de carbone. Le flash lumineux, dont le spectre comprend également des rayons ultraviolets, a été utilisé jusqu’au début du XXe siècle. Cette qualité — brûler avec une flamme vive et aveuglante — est indispensable dans les fusées de signalisation et les fusées éclairantes, les obus et les balles traçantes et les bombes incendiaires. Jusqu'à récemment, le magnésium était ajouté aux feux de joie des pionniers allumés à la fin ou à l’ouverture d’une équipe. Les poudres de permanganate de potassium et de magnésium sont des explosifs.

Facilité de fabrication

Le magnésium est l’un des métaux les plus avancés sur le plan technologique: il peut être facilement pressé, plié, percé, coupé et laminé. Mais le magnésium pur est assez fragile, de sorte que ses alliages sont plus utiles comme matériau de construction. Avec de nombreux métaux, le magnésium est capable de former des matériaux résistants à la corrosion et dotés d’une résistance spécifique élevée. Les tubes, barres et tôles de magnésium sont fabriqués à partir d’alliages avec l’aluminium, le zinc, le béryllium, le titane, le manganèse et d’autres éléments de terres rares. Les alliages de ce type sont produits sous atmosphère inerte par fusion sans flux, ce qui garantit la stabilité physique et mécanique et l’homogénéité de la structure du produit semi-fini. Ces alliages sont très légers et solides, résistants à la corrosion et sont largement utilisés dans diverses applications.

Magnésium en lingots (GOST 2581−78)

Applications

Le mg est utilisé dans les matériaux de construction les plus modernes. Son alliage avec l’aluminium présente une résistance spécifique élevée, il est peu coûteux et indispensable dans l’industrie automobile et aéronautique, où il est possible de réduire le poids total d’une structure. C’est un avantage inestimable pour le développement d’avions de ligne ou de voitures de sport. Dans la construction d’hélicoptères et d’avions, les barres de magnésium sont demandées pour les composants des planeurs, les ailerons, les capots, les portes de cockpit, les leviers de commande, les trains d’atterrissage, les boîtiers de pompes et d’instruments, les réservoirs de carburant et d’oxygène. Ces composants permettent de réduire la consommation de carburant et d’alléger le poids, ce qui rend les modèles plus économiques. Ces alliages sont également utilisés pour les carters des voitures, les structures de support, les amortisseurs, les éléments décoratifs, les boîtiers de pompe, les instruments et les couvercles de réservoir. Les jantes en magnésium sont solides, légères et ont un aspect prestigieux et élégant. Dans l’industrie de l'électronique et de la fabrication d’instruments, des pièces d’instruments et des boîtiers d’appareils photo, des téléphones portables, des jumelles et des caméras vidéo portables sont produits à partir de magnésium laminé. Les alliages de magnésium sont également utilisés pour la fabrication de batteries électriques. Le faible pourcentage d’absorption des neutrons thermiques et l’absence d’interactions avec l’uranium sont à l’origine de la fabrication de gaines en magnésium pour les éléments combustibles des chaudières nucléaires.

Sels de magnésium

Le perchlorate et le bromure de magnésium sont utilisés avec le cuivre, l’argent, le plomb, le bismuth et le vanadium pour produire des batteries puissantes. Ces piles ont une capacité et une tension de décharge très élevées. Les batteries magnésium-soufre constituent l’un des développements les plus prometteurs, mais elles en sont encore au stade de la recherche en laboratoire. Le perchlorate de magnésium est également utilisé pour le séchage en profondeur des gaz en laboratoire. Le MgO est un composant des matériaux réfractaires dans la production de revêtements spéciaux et de creusets de fours industriels. Les monocristaux synthétiques de _MgF2 sont utilisés pour la production de prismes et de lentilles optiques.

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