Facebook Instagram Youtube Twitter

Erbium – Propriétés – Prix – Applications – Production

Erbium-propriétés-prix-application-production

À propos d’Erbium

L’erbium est un métal solide blanc argenté lorsqu’il est isolé artificiellement, l’erbium naturel se trouve toujours en combinaison chimique avec d’autres éléments. C’est un lanthanide, un élément de terre rare, trouvé à l’origine dans la mine de gadolinite à Ytterby en Suède.

Sommaire

Élément Erbium
Numéro atomique 68
Catégorie d’élément Métal de terre rare
Phase à STP Solide
Densité 9,066 g/cm3
Résistance à la traction ultime 260 MPa
Limite d’élasticité 250 MPa
Module de Young 69,9 GPa
Échelle de Mohs N / A
Dureté Brinell 800 MPa
Dureté Vickers 590 MPa
Point de fusion 1529°C
Point d’ébullition 2868°C
Conductivité thermique 15W/mK
Coefficient de dilatation thermique 12,2 µm/mK
Chaleur spécifique 0,17 J/g·K
Température de fusion 19,9 kJ/mol
Chaleur de vaporisation 261 kJ/mol
Résistivité électrique [nanoohmmètre] 860
Susceptibilité magnétique + 44000e-6 cm^3/mol


Applications de l’Erbium

L’erbium est utilisé dans les secteurs métallurgique et nucléaire. Dans les réacteurs nucléaires, l’erbium est proposé comme absorbeur consommable pour compenser la réactivité initiale au début du cycle du combustible. Lorsque cet élément est ajouté au vanadium, il réduit la dureté et améliore la maniabilité. Le sel d’erbium a une jolie couleur pastel. L’oxyde d’erbium, qui donne une couleur rose, a été utilisé comme colorant dans les émaux de porcelaine et les verres.


 
 

Applications Erbium

Production et prix de l’Erbium

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 de l’Erbium pur se situaient autour de 2700 $/kg.

Les principales sources commerciales d’erbium proviennent des minéraux xénotime et euxénite , et plus récemment, des argiles d’adsorption d’ions du sud de la Chine ; en conséquence, la Chine est devenue le principal fournisseur mondial de cet élément.

Tableau périodique de l'erbium

Source : www.luciteria.com

Propriétés mécaniques de l’Erbium

Erbium-propriétés-mécaniques-résistance-dureté-structure-cristalline

Force de l’Erbium

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 de l’Erbium

La résistance à la traction ultime de l’Erbium est de 260 MPa.

Limite d’élasticité de l’Erbium

La limite d’élasticité de l’Erbium  est de 250 MPa.

Module de Young de l’Erbium

Le module d’Young de l’Erbium est de 250 MPa.

Dureté de l’Erbium

En science des matériaux, la dureté est la capacité à résister à  l’indentation de surface (déformation plastique localisée) et  aux rayuresLe 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 de l’Erbium est d’environ 800 MPa.

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 de l’Erbium est d’environ 590 MPa.

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.

L’erbium a une dureté d’environ N/A.

Voir aussi: Dureté des matériaux

Erbium – Structure cristalline

Une structure cristalline possible d’ Erbium est une structure  hexagonale compacte.

structures cristallines - FCC, BCC, HCP

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 de l’Erbium
La structure cristalline de l'erbium est : hexagonale compacte

Force des éléments

Élasticité des éléments

Dureté des éléments

Propriétés thermiques de l’Erbium

Erbium-point-de-fusion-conductivité-propriétés-thermiques

Erbium – Point de fusion et point d’ébullition

Le point de fusion de l’Erbium est de 1529°C.

Le point d’ébullition de l’erbium est de 2868°C.

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

Erbium – Conductivité thermique

La conductivité thermique de l’ erbium est de 15 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 de l’Erbium

Le coefficient de dilatation thermique linéaire de l’ Erbium est  de 12,2  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.

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

La chaleur spécifique de l’erbium est de 0,17 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 de l’erbium est de 19,9 kJ/mol.

La chaleur latente de vaporisation de l’erbium est de 261 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.

Point de fusion des éléments

Tableau périodique des éléments - point de fusion

Conductivité thermique des éléments

Tableau périodique des éléments - conductivité thermique

Dilatation thermique des éléments

Tableau périodique des éléments - dilatation thermique

Capacité calorifique des éléments

Tableau périodique des éléments - capacité calorifique

Chaleur de fusion des éléments

Tableau périodique des éléments - fusion par chaleur latente

Chaleur de vaporisation des éléments

Tableau périodique des éléments - vaporisation de la chaleur latente

Erbium – Résistivité électrique – Susceptibilité magnétique

Erbium-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 de l’Erbium

La résistivité électrique de l’Erbium est de 860 nΩ⋅m.

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

Susceptibilité magnétique de l’Erbium

La susceptibilité magnétique de l’Erbium est de +44000e-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 de l’erbium en réponse à un champ magnétique appliqué.

Résistivité électrique des éléments

Tableau périodique des éléments - résistivité électrique

Susceptibilité magnétique des éléments

Application et prix des autres éléments

Erbium - Comparaison des propriétés et des prix

Tableau périodique en résolution 8K

Autres propriétés de l’Erbium