Cet article contient une comparaison des principales propriétés thermiques et atomiques du carbone et de l’aluminium, deux éléments chimiques comparables du tableau périodique. Il contient également des descriptions de base et des applications des deux éléments. Carbone contre Aluminium.
Carbone et Aluminium – À propos des éléments
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Carbone et Aluminium – Applications
Carbone
La principale utilisation économique du carbone autre que la nourriture et le bois se présente sous la forme d’hydrocarbures, notamment le gaz méthane et le pétrole brut (pétrole). Le graphite et les diamants sont deux allotropes importants du carbone qui ont de nombreuses applications. Les utilisations du carbone et de ses composés sont extrêmement variées. Il peut former des alliages avec le fer, dont le plus courant est l’acier au carbone. Le carbone est un élément non métallique, qui est un élément d’alliage important dans tous les matériaux à base de métaux ferreux. Le carbone est toujours présent dans les alliages métalliques, c’est-à-dire dans toutes les nuances d’acier inoxydable et les alliages résistants à la chaleur. Le carbone est un austénitisant très puissant et augmente la résistance de l’acier. En fait, c’est le principal élément durcissant et il est essentiel à la formation de la cémentite, du Fe3C, de la perlite, de la sphéroïdite et de la martensite fer-carbone. L’ajout d’une petite quantité de carbone non métallique au fer échange sa grande ductilité contre une plus grande résistance. Le graphite est combiné avec des argiles pour former la «mine» utilisée dans les crayons utilisés pour écrire et dessiner. Il est également utilisé comme lubrifiant et pigment, comme matériau de moulage dans la fabrication du verre, dans les électrodes pour piles sèches et dans la galvanoplastie et l’électroformage, dans les balais des moteurs électriques et comme modérateur de neutrons dans les réacteurs nucléaires. Le charbon de bois a été utilisé depuis les temps les plus reculés pour un large éventail d’usages, y compris l’art et la médecine, mais son utilisation la plus importante a été de loin comme combustible métallurgique. Les fibres de carbone sont utilisées là où un faible poids, une rigidité élevée, une conductivité élevée ou lorsque l’apparence du tissage en fibre de carbone est souhaitée. Le graphite est combiné avec des argiles pour former la «mine» utilisée dans les crayons utilisés pour écrire et dessiner. Il est également utilisé comme lubrifiant et pigment, comme matériau de moulage dans la fabrication du verre, dans les électrodes pour piles sèches et dans la galvanoplastie et l’électroformage, dans les balais des moteurs électriques et comme modérateur de neutrons dans les réacteurs nucléaires. Le charbon de bois a été utilisé depuis les temps les plus reculés pour un large éventail d’usages, y compris l’art et la médecine, mais son utilisation la plus importante a été de loin comme combustible métallurgique. Les fibres de carbone sont utilisées là où un faible poids, une rigidité élevée, une conductivité élevée ou lorsque l’apparence du tissage en fibre de carbone est souhaitée. Le graphite est combiné avec des argiles pour former la «mine» utilisée dans les crayons utilisés pour écrire et dessiner. Il est également utilisé comme lubrifiant et pigment, comme matériau de moulage dans la fabrication du verre, dans les électrodes pour piles sèches et dans la galvanoplastie et l’électroformage, dans les balais des moteurs électriques et comme modérateur de neutrons dans les réacteurs nucléaires. Le charbon de bois a été utilisé depuis les temps les plus reculés pour un large éventail d’usages, y compris l’art et la médecine, mais son utilisation la plus importante a été de loin comme combustible métallurgique. Les fibres de carbone sont utilisées là où un faible poids, une rigidité élevée, une conductivité élevée ou lorsque l’apparence du tissage en fibre de carbone est souhaitée. dans les balais des moteurs électriques et comme modérateur de neutrons dans les réacteurs nucléaires. Le charbon de bois a été utilisé depuis les temps les plus reculés pour un large éventail d’usages, y compris l’art et la médecine, mais son utilisation la plus importante a été de loin comme combustible métallurgique. Les fibres de carbone sont utilisées là où un faible poids, une rigidité élevée, une conductivité élevée ou lorsque l’apparence du tissage en fibre de carbone est souhaitée. dans les balais des moteurs électriques et comme modérateur de neutrons dans les réacteurs nucléaires. Le charbon de bois a été utilisé depuis les temps les plus reculés pour un large éventail d’usages, y compris l’art et la médecine, mais son utilisation la plus importante a été de loin comme combustible métallurgique. Les fibres de carbone sont utilisées là où un faible poids, une rigidité élevée, une conductivité élevée ou lorsque l’apparence du tissage en fibre de carbone est souhaitée.
Aluminium
L’aluminium et ses alliages sont largement utilisés dans les applications aérospatiales, automobiles, architecturales, lithographiques, d’emballage, électriques et électroniques. C’est le principal matériau de construction de l’industrie aéronautique tout au long de son histoire. Environ 70% des cellules des avions civils commerciaux sont fabriquées à partir d’alliages d’aluminium, et sans aluminium, l’aviation civile ne serait pas économiquement viable. L’industrie automobile utilise désormais l’aluminium comme pièces moulées de moteur, roues, radiateurs et de plus en plus comme pièces de carrosserie. L’aluminium 6111 et l’alliage d’aluminium 2008 sont largement utilisés pour les panneaux extérieurs de carrosserie automobile. Les blocs-cylindres et les carters sont souvent coulés en alliages d’aluminium.
Carbone et Aluminium – Comparaison dans le tableau
| Élément | Carbone | Aluminium |
| Densité | 2,26 g/cm3 | 2,7 g/cm3 |
| Résistance à la traction ultime | 15 MPa (graphite); 3500 MPa (fibre de carbone) | 90 MPa (pur), 600 MPa (alliages) |
| Limite d’élasticité | N / A | 11 MPa (pur), 400 MPa (alliages) |
| Module de Young | 4,1 GPa (graphite); 228 GPa (fibre de carbone) | 70 GPa |
| Échelle de Mohs | 0,8 (graphite) | 2,8 |
| Dureté Brinell | N / A | 240 MPa |
| Dureté Vickers | N / A | 167 MPa |
| Point de fusion | 4099°C | 660°C |
| Point d’ébullition | 4527°C | 2467°C |
| Conductivité thermique | 129 W/mK | 237 W/mK |
| Coefficient de dilatation thermique | 0,8 µm/mK | 23,1 µm/mK |
| Chaleur spécifique | 0,71 J/g·K | 0,9 J/g·K |
| Température de fusion | N / A | 10,79 kJ/mole |
| Chaleur de vaporisation | 355,8 kJ/mol | 293,4 kJ/mole |