Amalgame – Tableau des matériaux – Applications – Prix

À propos de l’amalgame

Un amalgame est un alliage de mercure avec un autre métal. Il peut s’agir d’un liquide, d’une pâte molle ou d’un solide, selon la proportion de mercure. 

Résumé

Nom	Amalgame
Phase à STP	solide
Densité	14000kg/m3
Résistance à la traction ultime	70 MPa
Limite d’élasticité	N / A
Module d’élasticité de Young	40 GPa
Dureté Brinell	120 BHN
Point de fusion	227 °C
Conductivité thermique	23W/mK
Capacité thermique	210 J/g·K
Prix	150 $/kg

Composition de l’amalgame

L’amalgame à faible teneur en cuivre se compose généralement de mercure (50 %), d’argent (~ 22–32 %), d’étain (~ 14 %), de zinc (~ 8 %) et d’autres métaux traces. L’amalgame à haute teneur en cuivre comprend 40 à 60 % d’argent, 27 à 30 % d’étain et 13 à 30 % de cuivre et 1 % de zinc serti de mercure. 

Applications de l’amalgame

Les amalgames argent-mercure sont importants en dentisterie, et l’amalgame or-mercure est utilisé dans l’extraction de l’or du minerai. La dentisterie a utilisé des alliages de mercure avec des métaux tels que l’argent, le cuivre, l’indium, l’étain et le zinc. En ajoutant du cuivre, la phase étain-mercure est éliminée et les amalgames dentaires modernes sont fabriqués en mélangeant de la poudre d’alliage argent-étain-cuivre avec du mercure. Il en résulte des obturations qui résistent aux assauts mécaniques et chimiques dans la bouche pendant de nombreuses années. 

Propriétés mécaniques de l’amalgame

La force de l’amalgame

En mécanique des matériaux, la résistance d’un matériau est sa capacité à supporter une charge appliquée sans rupture ni déformation plastique. La résistance des matériaux considère essentiellement la relation entre les charges externes appliquées à un matériau et la déformation ou la modification des dimensions du matériau qui en résulte. Lors de la conception de structures et de machines, il est important de tenir compte de ces facteurs, afin que le matériau sélectionné ait une résistance suffisante pour résister aux charges ou forces appliquées et conserver sa forme d’origine.

La résistance d’un matériau est sa capacité à supporter cette charge appliquée sans défaillance ni déformation plastique. Pour la contrainte de traction, la capacité d’un matériau ou d’une structure à supporter des charges tendant à s’allonger est appelée résistance ultime à la traction (UTS). La limite d’élasticité ou la limite d’élasticité est la propriété du matériau définie comme la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement, tandis que la limite d’élasticité est le point où la déformation non linéaire (élastique + plastique) commence. En cas de contrainte de traction d’une barre uniforme (courbe contrainte-déformation), la  loi de Hooke décrit le comportement d’une barre dans la région élastique. Le module d’élasticité de Young est le module d’élasticité pour les contraintes de traction et de compression dans le régime d’élasticité linéaire d’une déformation uniaxiale et est généralement évalué par des essais de traction.

Voir aussi : Résistance des matériaux

Résistance à la traction ultime de l’amalgame

La résistance à la traction ultime de l’amalgame est de 70 MPa.

Limite d’élasticité de l’amalgame

La limite d’élasticité de l’amalgame  est N/A.

Module d’élasticité de l’amalgame

Le module d’élasticité de Young de l’amalgame est de 40 GPa.

Dureté de l’amalgame

En science des matériaux, la  dureté  est la capacité à résister à  l’indentation de surface  ( déformation plastique localisée ) et  aux rayures . Le test de dureté Brinell  est l’un des tests de dureté par indentation, qui a été développé pour les tests de dureté. Dans les tests Brinell, un  pénétrateur sphérique dur est forcé sous une charge spécifique dans la surface du métal à tester.

L’  indice de dureté Brinell  (HB) est la charge divisée par la surface de l’indentation. Le diamètre de l’empreinte est mesuré avec un microscope à échelle superposée. Le nombre de dureté Brinell est calculé à partir de l’équation :

La dureté Brinell de l’amalgame est d’environ 120 BHN (converti).

Voir aussi : Dureté des matériaux

Propriétés thermiques de l’amalgame

Amalgame – Point de fusion

Le point de fusion de l’amalgame est de 227 °C .

Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard. En général, la  fusion  est un  changement de phase  d’une substance de la phase solide à la phase liquide. Le  point de fusion  d’une substance est la température à laquelle ce changement de phase se produit. Le  point de fusion  définit également une condition dans laquelle le solide et le liquide peuvent exister en équilibre. Pour divers composés chimiques et alliages, il est difficile de définir le point de fusion, car il s’agit généralement d’un mélange de divers éléments chimiques.

Amalgame – Conductivité thermique

La conductivité thermique de l’amalgame est de 23 W/(m·K) .

Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la  conductivité thermique , k (ou λ), mesurée en  W/mK . C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par  conduction . Notez que  la loi de Fourier  s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.

La  conductivité thermique  de la plupart des liquides et des solides varie avec la température. Pour les vapeurs, cela dépend aussi de la pression. En général:

La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc généralement écrire  k = k (T) . Des définitions similaires sont associées aux conductivités thermiques dans les directions y et z (ky, kz), mais pour un matériau isotrope, la conductivité thermique est indépendante de la direction de transfert, kx = ky = kz = k.

Amalgame – Chaleur spécifique

La chaleur spécifique de l’amalgame est de 210  J/g K .

La chaleur spécifique, ou capacité thermique spécifique,  est une propriété liée à l’énergie interne  très importante en thermodynamique. Les  propriétés intensives  c _v  et  c _p  sont définies pour des substances compressibles pures et simples comme des dérivées partielles de l’  énergie interne  u(T, v)  et de  l’ enthalpie  h(T, p) , respectivement : 

où les indices  v  et  p  désignent les variables maintenues fixes lors de la différenciation. Les propriétés  c _v  et  c _p  sont appelées  chaleurs spécifiques  (ou  capacités calorifiques ) car, dans certaines conditions particulières, elles relient le changement de température d’un système à la quantité d’énergie ajoutée par transfert de chaleur. Leurs unités SI sont  J/kg K  ou  J/mol K .

Propriétés et prix des autres matériaux

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