Molybdène – Propriétés – Prix – Applications – Production

À propos du Molybdène

Le molybdène, un métal argenté avec une teinte grise, a le sixième point de fusion le plus élevé de tous les éléments. Il forme facilement des carbures durs et stables dans les alliages et, pour cette raison, la majeure partie de la production mondiale de l’élément (environ 80 %) est utilisée dans les alliages d’acier, y compris les alliages à haute résistance et les superalliages.

Résumé

Élément	Molybdène
Numéro atomique	42
Catégorie d’élément	Métal de transition
Phase à STP	Solide
Densité	10,28 g/cm3
Résistance à la traction ultime	324 MPa
Limite d’élasticité	N / A
Module de Young	329 GPa
Échelle de Mohs	5,5
Dureté Brinell	1500 MPa
Dureté Vickers	1530 MPa
Point de fusion	2623°C
Point d’ébullition	4639°C
Conductivité thermique	138W/mK
Coefficient de dilatation thermique	4,8 µm/mK
Chaleur spécifique	0,25 J/g·K
Température de fusion	32 kJ/mol
Chaleur de vaporisation	598 kJ/mol
Résistivité électrique [nanoohmmètre]	53,4
Susceptibilité magnétique	+89e-6cm^3/mol

Applications du Molybdène

Environ 86 % du molybdène produit est utilisé en métallurgie, le reste étant utilisé dans des applications chimiques. L’utilisation mondiale estimée est l’acier de construction 35 %, l’acier inoxydable 25 %, les produits chimiques 14 %, les aciers à outils et rapides 9 %, la fonte 6 %, le métal élémentaire de molybdène 6 % et les superalliages 5 %. Le molybdène (environ 0,50 à 8,00 %) lorsqu’il est ajouté à un acier à outils le rend plus résistant aux hautes températures. Le molybdène augmente la trempabilité et la résistance, en particulier à des températures élevées en raison du point de fusion élevé du molybdène. Le molybdène est unique dans la mesure où il augmente les résistances à la traction et au fluage à haute température de l’acier. Les anodes en molybdène remplacent le tungstène dans certaines sources de rayons X à basse tension pour des utilisations spécialisées telles que la mammographie. L’isotope radioactif molybdène-99 est utilisé pour générer du technétium-99m, utilisé pour l’imagerie médicale.

 

 

Production et prix du Molybdène

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 du Molybdène pur se situaient autour de 110 $/kg.

Le molybdène n’est pas natif et provient principalement de la molybdénite (MoS2). D’autres minerais commerciaux mineurs de molybdène sont la powellite (Ca(MoW)O4) et la wulfénite (PbMoO4). Le molybdène est extrait comme minerai principal et est également récupéré comme sous-produit de l’extraction du cuivre et du tungstène. La production mondiale de molybdène était de 250 000 tonnes en 2011, les plus gros producteurs étant la Chine (94 000 t), les États-Unis (64 000 t), le Chili (38 000 t), le Pérou (18 000 t) et le Mexique (12 000 t).

Source : www.luciteria.com

Propriétés mécaniques du Molybdène

Force du Molybdène

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 du Molybdène

La résistance à la traction ultime du molybdène est de 324 MPa.

Limite d’élasticité du Molybdène

La limite d’élasticité du molybdène  est N/A.

Module de Young du Molybdène

Le module de Young du molybdène est N/A.

Dureté du Molybdène

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 du molybdène est d’environ 1500 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 du molybdène est d’environ 1530 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.

Le molybdène a une dureté d’environ 5,5.

Voir aussi: Dureté des matériaux

Molybdène – Structure cristalline

Une structure cristalline possible du molybdène est la structure cubique centrée sur le corps.

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 du Molybdène

Propriétés thermiques du Molybdène

Molybdène – Point de fusion et point d’ébullition

Le point de fusion du molybdène est de 2623°C.

Le point d’ébullition du molybdène est de 4639°C.

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

Molybdène – Conductivité thermique

La conductivité thermique du molybdène est de 138 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 du Molybdène

Le coefficient de dilatation thermique linéaire du molybdène est  de 4,8 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.

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

La chaleur spécifique du molybdène est de 0,25 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 du molybdène est de 32 kJ/mol.

La chaleur latente de vaporisation du molybdène est de 598 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.

Molybdène – 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 du Molybdène

La résistivité électrique du molybdène est de 53,4 nΩ⋅m.

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

Susceptibilité magnétique du Molybdène

La susceptibilité magnétique du molybdène est de +89e-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 du molybdène en réponse à un champ magnétique appliqué.