Cet article contient une comparaison des principales propriétés thermiques et atomiques du fer et du zirconium, deux éléments chimiques comparables du tableau périodique. Il contient également des descriptions de base et des applications des deux éléments. Fer contre Zirconium.
Fer et Zirconium – À propos des éléments
Source : www.luciteria.com
Fer et Zirconium – Applications
Fer
Le fer est utilisé dans de nombreux secteurs tels que l’électronique, la fabrication, l’automobile, la construction et le bâtiment. Le fer est le plus largement utilisé de tous les métaux, représentant plus de 90 % de la production mondiale de métaux. Son faible coût et sa haute résistance en font souvent le matériau de choix pour résister aux contraintes ou transmettre des forces, telles que la construction de machines et de machines-outils, de rails, d’automobiles, de coques de navires, de barres d’armature en béton et de la charpente porteuse des bâtiments. . Étant donné que le fer pur est assez doux, il est le plus souvent combiné avec des éléments d’alliage pour fabriquer de l’acier. Les aciers sont des alliages fer-carbone qui peuvent contenir des concentrations appréciables d’autres éléments d’alliage. L’ajout d’une petite quantité de carbone non métallique au fer échange sa grande ductilité contre une plus grande résistance. En raison de sa très grande résistance, mais toujours d’une ténacité substantielle et de sa capacité à être fortement altérée par un traitement thermique, l’acier est l’un des alliages ferreux les plus utiles et les plus courants dans l’utilisation moderne. Il existe des milliers d’alliages qui ont des compositions et/ou des traitements thermiques différents. Les propriétés mécaniques sont sensibles à la teneur en carbone, qui est normalement inférieure à 1,0 % en poids.
Zirconium
La plupart du zircon est utilisé directement dans les applications à haute température. Ce matériau est réfractaire, dur et résistant aux attaques chimiques. En raison de ces propriétés, le zircon trouve de nombreuses applications, dont peu sont très médiatisées. Son utilisation principale est comme opacifiant, conférant un aspect blanc et opaque aux matériaux céramiques. Le zirconium et ses alliages sont largement utilisés comme gaine pour les combustibles des réacteurs nucléaires. Le zirconium allié au niobium ou à l’étain possède d’excellentes propriétés de corrosion. La haute résistance à la corrosion des alliages de zirconium résulte de la formation naturelle d’un oxyde dense et stable à la surface du métal. Ce film est auto-cicatrisant, il continue à se développer lentement à des températures allant jusqu’à environ 550 °C (1020 °F) et il reste fermement adhérent. La propriété recherchée de ces alliages est également une faible section efficace de capture de neutrons.
Fer et Zirconium – Comparaison dans le tableau
| Élément | Fer | Zirconium |
| Densité | 7,874 g/cm3 | 6,511 g/cm3 |
| Résistance à la traction ultime | 540 MPa | 330 MPa |
| Limite d’élasticité | 50 MPa | 230 MPa |
| Module de Young | 211 GPa | 88 GPa |
| Échelle de Mohs | 4,5 | 5 |
| Dureté Brinell | 490 MPa | 650 MPa |
| Dureté Vickers | 608 MPa | 900 MPa |
| Point de fusion | 1538°C | 1855°C |
| Point d’ébullition | 2861°C | 4377°C |
| Conductivité thermique | 80,2 W/mK | 22,7 W/mK |
| Coefficient de dilatation thermique | 11,8 µm/mK | 5,7 µm/mK |
| Chaleur spécifique | 0,44 J/g·K | 0,27 J/g·K |
| Température de fusion | 13,8 kJ/mole | 16,9 kJ/mole |
| Chaleur de vaporisation | 349,6 kJ/mole | 591 kJ/mole |
