Holmium – Propriétés – Prix – Applications – Production

À propos de Holmium

L’holmium fait partie de la série des lanthanides, l’holmium est un élément des terres rares. L’holmium est un métal blanc argenté relativement mou et malléable.

Sommaire

Élément	Holmium
Numéro atomique	67
Catégorie d’élément	Métal de terre rare
Phase à STP	Solide
Densité	8,795 g/cm3
Résistance à la traction ultime	260 MPa
Limite d’élasticité	220 MPa
Module de Young	64,8 GPa
Échelle de Mohs	N / A
Dureté Brinell	750 MPa
Dureté Vickers	490 MPa
Point de fusion	1474°C
Point d’ébullition	2600°C
Conductivité thermique	16W/mK
Coefficient de dilatation thermique	11,2 µm/mK
Chaleur spécifique	0,16 J/g·K
Température de fusion	12,2 kJ / mol
Chaleur de vaporisation	241 kJ / mol
Résistivité électrique [nanoohmmètre]	814
Susceptibilité magnétique	N / A

Applications de l’Holmium

L’holmium a la force magnétique la plus élevée de tous les éléments et est donc utilisé pour créer les champs magnétiques générés artificiellement les plus puissants. L’holmium peut absorber les neutrons, il est donc utilisé dans les réacteurs nucléaires pour contrôler une réaction en chaîne. Ses alliages sont utilisés dans certains aimants.

 

 

Production et prix de l’Holmium

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’Holmium pur se situaient autour de 7400 $/kg.

L’holmium pur peut être obtenu par la réduction du fluorure d’holmium avec du calcium métallique. Il se produit en combinaison avec d’autres éléments dans la gadolinite (la partie noire du spécimen illustré à droite), la monazite et d’autres minéraux de terres rares. Aucun minéral à dominante holmium n’a encore été trouvé. Les principales zones minières sont la Chine, les États-Unis, le Brésil, l’Inde, le Sri Lanka et l’Australie avec des réserves d’holmium estimées à 400 000 tonnes.

Source : www.luciteria.com

Propriétés mécaniques de l’Holmium

Force de l’Holmium

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’Holmium

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

Limite d’élasticité de l’Holmium

La limite d’élasticité de l’holmium  est de 220 MPa.

Module de Young de l’Holmium

Le module de Young de l’holmium est de 220 MPa.

Dureté de l’Holmium

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 de l’holmium est d’environ 750 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’holmium est d’environ 490 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’holmium a une dureté d’environ N/A.

Voir aussi: Dureté des matériaux

Holmium – Structure cristalline

Une structure cristalline possible de l’ holmium est une structure  hexagonale compacte.

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’Holmium

Propriétés thermiques de l’Holmium

Holmium – Point de fusion et point d’ébullition

Le point de fusion de l’holmium est de 1474°C.

Le point d’ébullition de l’holmium est de 2600°C.

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

Holmium – Conductivité thermique

La conductivité thermique de l’holmium est de 16 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’Holmium

Le coefficient de dilatation thermique linéaire de l’ holmium est  de 11,2 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.

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

La chaleur spécifique de l’holmium est de 0,16 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’holmium est de 12,2 kJ/mol.

La chaleur latente de vaporisation de l’holmium est de 241 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.

Holmium – 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’Holmium

La résistivité électrique de l’holmium est de  814 nΩ⋅m.

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

Susceptibilité magnétique de l’Holmium

La susceptibilité magnétique de l’holmium est  N/A .

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’holmium en réponse à un champ magnétique appliqué.