Baryum – Propriétés – Prix – Applications – Production

À propos du Baryum

Le baryum est le cinquième élément du groupe 2 et est un métal alcalino-terreux doux et argenté. En raison de sa grande réactivité chimique, le baryum ne se trouve jamais dans la nature en tant qu’élément libre. Les masses de fragments de fission les plus probables se situent autour des masses 95 (Krypton) et 137 (Baryum).

Résumé

Élément	Baryum
Numéro atomique	56
Catégorie d’élément	Métal alcalino-terreux
Phase à STP	Solide
Densité	3,51 g/cm3
Résistance à la traction ultime	N / A
Limite d’élasticité	N / A
Module de Young	13 GPa
Échelle de Mohs	1,25
Dureté Brinell	N / A
Dureté Vickers	N / A
Point de fusion	725°C
Point d’ébullition	1845°C
Conductivité thermique	18W/mK
Coefficient de dilatation thermique	20,6 µm/mK
Chaleur spécifique	0,204 J/g·K
Température de fusion	7,75 kJ/mol
Chaleur de vaporisation	142 kJ/mol
Résistivité électrique [nanoohmmètre]	332
Susceptibilité magnétique	+ 20,6e-6 cm^3/mol

Applications du Baryum

Le baryum n’est pas un élément largement utilisé. La plupart sont utilisés dans les fluides de forage pour les puits de pétrole et de gaz. Il est également utilisé en peinture et en verrerie. Le baryum est également un élément clé dans la production de supraconducteurs en céramique. L’oxyde de cuivre et de baryum de lanthane, ou LBCO, a été découvert en 1986 et a été le premier supraconducteur à haute température.

 

 

Production et prix du Baryum

Les prix des matières premières changent quotidiennement. Ils dépendent principalement de l’offre, de la demande et des prix de l’énergie. En 2019, les prix du Baryum pur se situaient autour de 550 $/kg.

La principale source commerciale de baryum est la baryte (également appelée baryte ou spath lourd), un minéral de sulfate de baryum avec des gisements dans de nombreuses régions du monde. Une autre source commerciale, beaucoup moins importante que la baryte, est la witherite, le carbonate de baryum.

Source : www.luciteria.com

Propriétés mécaniques du Baryum

Force du Baryum

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.

Voir aussi: Résistance des matériaux

Résistance à la traction ultime du Baryum

La résistance à la traction ultime du baryum est N/A.

Limite d’élasticité du Baryum

La limite d’élasticité du baryum  est N/A.

Module de Young du Baryum

Le module de Young du baryum est N/A.

Dureté du Baryum

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.

La dureté Brinell du baryum est d’environ N/A.

La méthode d’essai de dureté Vickers a été développée par Robert L. Smith et George E. Sandland chez Vickers Ltd comme alternative à la méthode Brinell pour mesurer la dureté des matériaux. La  méthode d’essai de dureté Vickers peut également être utilisée comme méthode d’essai de microdureté , qui est principalement utilisée pour les petites pièces, les sections minces ou les travaux en profondeur.

La dureté Vickers du baryum est d’environ N/A.

La dureté à la rayure est la mesure de la résistance d’un échantillon à la déformation plastique permanente due au frottement d’un objet pointu. L’échelle la plus courante pour ce test qualitatif est l’échelle de Mohs, qui est utilisée en minéralogie. L’échelle de Mohs de dureté minérale est basée sur la capacité d’un échantillon naturel de minéral à rayer visiblement un autre minéral.

Le baryum a une dureté d’environ 1,25.

Voir aussi: Dureté des matériaux

Baryum – Structure cristalline

Une structure cristalline possible du baryum est la structure cubique centrée sur le corps.

Dans les métaux et dans de nombreux autres solides, les atomes sont disposés en réseaux réguliers appelés cristaux. Un réseau cristallin est un motif répétitif de points mathématiques qui s’étend dans tout l’espace. Les forces de la liaison chimique provoquent cette répétition. C’est ce motif répété qui contrôle les propriétés telles que la résistance, la ductilité, la densité, la conductivité (propriété de conduire ou de transmettre la chaleur, l’électricité, etc.) et la forme. Il existe 14 types généraux de ces modèles connus sous le nom de réseaux de Bravais.

Voir aussi: Structure cristalline des matériaux

Structure cristalline du Baryum

Propriétés thermiques du Baryum

Baryum – Point de fusion et point d’ébullition

Le point de fusion du baryum est de 725°C.

Le point d’ébullition du baryum est de 1845°C.

Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard.

Baryum – Conductivité thermique

La conductivité thermique du baryum est de 18 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.

Coefficient de dilatation thermique du Baryum

Le coefficient de dilatation thermique linéaire du baryum est  de 20,6 µm/(m·K)

La dilatation thermique  est généralement la tendance de la matière à changer ses dimensions en réponse à un changement de température. Il est généralement exprimé sous la forme d’un changement fractionnaire de longueur ou de volume par unité de changement de température.

Baryum – Chaleur spécifique, chaleur latente de fusion, chaleur latente de vaporisation

La chaleur spécifique du baryum est de 0,204 J/g K.

La capacité calorifique est une propriété extensive de la matière, c’est-à-dire qu’elle est proportionnelle à la taille du système. La capacité thermique C a l’unité d’énergie par degré ou d’énergie par kelvin. Lors de l’expression du même phénomène en tant que propriété intensive, la capacité thermique est divisée par la quantité de substance, de masse ou de volume, ainsi la quantité est indépendante de la taille ou de l’étendue de l’échantillon.

La chaleur latente de fusion du baryum est de 7,75 kJ/mol.

La chaleur latente de vaporisation du baryum est de 142 kJ/mol.

La chaleur latente est la quantité de chaleur ajoutée ou retirée d’une substance pour produire un changement de phase. Cette énergie décompose les forces attractives intermoléculaires, et doit également fournir l’énergie nécessaire pour dilater le gaz (le pΔV travail). Lorsque la chaleur latente est ajoutée, aucun changement de température ne se produit. L’enthalpie de vaporisation est fonction de la pression à laquelle cette transformation a lieu.

Baryum – Résistivité électrique – Susceptibilité magnétique

La propriété électrique fait référence à la réponse d’un matériau à un champ électrique appliqué. L’une des principales caractéristiques des matériaux est leur capacité (ou leur incapacité) à conduire le courant électrique. En effet, les matériaux sont classés selon cette propriété, c’est-à-dire qu’ils sont divisés en conducteurs, semi-conducteurs et non-conducteurs.

Voir aussi: Propriétés électriques

La propriété magnétique fait référence à la réponse d’un matériau à un champ magnétique appliqué. Les propriétés magnétiques macroscopiques d’un matériau sont une conséquence des interactions entre un champ magnétique extérieur et les moments dipolaires magnétiques des atomes qui le constituent. Différents matériaux réagissent différemment à l’application du champ magnétique.

Voir aussi: Propriétés magnétiques

Résistivité électrique du Baryum

La résistivité électrique du baryum est de 332 nΩ⋅m.

La conductivité électrique et son inverse, la résistivité électrique, est une propriété fondamentale d’un matériau qui quantifie la manière dont le baryum conduit le flux de courant électrique. La conductivité électrique ou conductance spécifique est l’inverse de la résistivité électrique.

Susceptibilité magnétique du Baryum

La susceptibilité magnétique du baryum est de +20,6e-6 cm^3/mol.

En électromagnétisme, la susceptibilité magnétique est la mesure de l’aimantation d’une substance. La susceptibilité magnétique est un facteur de proportionnalité sans dimension qui indique le degré d’aimantation du baryum en réponse à un champ magnétique appliqué.