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Indium – Propriétés – Prix – Applications – Production

Indium-propriétés-prix-application-production

À propos de l’Indium

L’indium est un métal post-transition qui représente 0,21 partie par million de la croûte terrestre. Très doux et malléable, l’indium a un point de fusion supérieur au sodium et au gallium, mais inférieur au lithium et à l’étain. Chimiquement, l’indium est similaire au gallium et au thallium.

Résumé

Élément Indium
Numéro atomique 49
Catégorie d’élément Pauvre métal
Phase à STP Solide
Densité 7,31 g/cm3
Résistance à la traction ultime 2,5 MPa
Limite d’élasticité 1 MPa
Module de Young 11 GPa
Échelle de Mohs 1,2
Dureté Brinell 10 MPa
Dureté Vickers N / A
Point de fusion 156,6°C
Point d’ébullition 2072°C
Conductivité thermique 82W/mK
Coefficient de dilatation thermique 32,1 µm/mK
Chaleur spécifique 0,23 J/g·K
Température de fusion 3 263 kJ/mol
Chaleur de vaporisation 231,5 kJ/mol
Résistivité électrique [nanoohmmètre] 83,7
Susceptibilité magnétique −64e-6 cm^3/mol


Applications de l’Indium

La principale consommation d’indium dans le monde est la production d’écrans LCD. La demande a augmenté rapidement de la fin des années 1990 à 2010 avec la popularité des écrans d’ordinateur LCD et des téléviseurs, qui représentent désormais 50 % de la consommation d’indium. Il est notamment utilisé dans l’industrie des semi-conducteurs, dans les alliages métalliques à bas point de fusion tels que les soudures, dans les joints à vide poussé en métal doux et dans la production de revêtements conducteurs transparents d’oxyde d’indium et d’étain (ITO) sur du verre. L’indium est considéré comme un élément technologiquement critique.


 
 

Applications d'indium

Production et prix de l’Indium

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’Indium pur se situaient autour de 600 $/kg.

L’indium est produit principalement à partir de résidus générés lors du traitement du minerai de zinc. Au milieu et à la fin des années 1980, le développement des semi-conducteurs de phosphure d’indium et des couches minces d’oxyde d’indium-étain pour les écrans à cristaux liquides (LCD) a suscité beaucoup d’intérêt. En 1992, l’application à couche mince était devenue la plus grande utilisation finale. La quantité d’indium consommée est largement fonction de la production mondiale de LCD. L’efficacité accrue de la fabrication et le recyclage (en particulier au Japon) maintiennent un équilibre entre la demande et l’offre. Sa principale matière première est constituée de minerais de zinc sulfurés, où elle est principalement hébergée par de la sphalérite.

Tableau périodique de l'indium

Source : www.luciteria.com

Propriétés mécaniques de l’Indium

Indium-propriétés-mécaniques-résistance-dureté-structure cristalline

Force de l’Indium

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’Indium

La résistance à la traction ultime de l’indium est de 2,5 MPa.

Limite d’élasticité de l’Indium

La limite d’élasticité de l’indium  est de 1 MPa.

Module de Young de l’Indium

Le module de Young de l’indium est de 1 MPa.

Dureté de l’Indium

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’indium est d’environ 10 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’indium 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.

L’indium a une dureté d’environ 1,2.

Voir aussi: Dureté des matériaux

Indium – Structure cristalline

Une structure cristalline possible de l’ indium est la structure tétragonale centrée sur le corps.

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’Indium
La structure cristalline de l'indium est : tétragonale centrée sur le corps

Force des éléments

Élasticité des éléments

Dureté des éléments

Propriétés thermiques de l’Indium

Indium-fusion-point-conductivité-thermique-propriétés

Indium – Point de fusion et point d’ébullition

Le point de fusion de l’indium est de  156,6°C.

Le point d’ébullition de l’indium est de  2072°C.

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

Indium – Conductivité thermique

La conductivité thermique de l’ indium est de 82 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’Indium

Le coefficient de dilatation thermique linéaire de l’ indium est  de 32,1 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.

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

La chaleur spécifique de l’indium est de 0,23 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’indium est de 3,263 kJ/mol.

La chaleur latente de vaporisation de l’indium est de 231,5 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

Indium – Résistivité électrique – Susceptibilité magnétique

Indium-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’Indium

La résistivité électrique de l’indium est de  83,7 nΩ⋅m.

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

Susceptibilité magnétique de l’Indium

La susceptibilité magnétique de l’indium est de −64e-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’indium 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

Indium - Comparaison des propriétés et des prix

Tableau périodique en résolution 8K

Autres propriétés de l’Indium