Osmium – Propriétés – Prix – Applications – Production

À propos d’Osmium

L’osmium est un métal de transition dur, cassant, blanc bleuâtre du groupe du platine que l’on trouve sous forme d’oligo-élément dans les alliages, principalement dans les minerais de platine. L’osmium est l’élément naturel le plus dense, avec une densité de 22,59 g/cm3. Mais sa densité est pâle par rapport aux densités d’objets astronomiques exotiques tels que les étoiles naines blanches et les étoiles à neutrons.

Sommaire

Élément	Osmium
Numéro atomique	76
Catégorie d’élément	Métal de transition
Phase à STP	Solide
Densité	22,61 g/cm3
Résistance à la traction ultime	1000 MPa
Limite d’élasticité	N / A
Module de Young	N / A
Échelle de Mohs	7
Dureté Brinell	3900 MPa
Dureté Vickers	4140 MPa
Point de fusion	3045°C
Point d’ébullition	5030°C
Conductivité thermique	88W/mK
Coefficient de dilatation thermique	5,1 µm/mK
Chaleur spécifique	0,13 J/g·K
Température de fusion	31,8 kJ / mol
Chaleur de vaporisation	746 kJ / mol
Résistivité électrique [nanoohmmètre]	81,2
Susceptibilité magnétique	+11e-6cm^3/mol

Applications de l’Osmium

En raison de sa rareté et donc de son coût, l’osmium n’a que peu d’utilisations industrielles. Il est utilisé pour produire des alliages très durs pour les pointes de stylos plume, les pivots d’instruments, les aiguilles et les contacts électriques. Il est également utilisé dans l’industrie chimique comme catalyseur. L’osmium métallique finement divisé peut être utilisé comme catalyseur, par exemple dans le processus de formation d’ammoniac en combinant de l’hydrogène et de l’azote.

 

 

Production et prix de l’Osmium

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’Osmium pur se situaient autour de 20000 $/kg.

Les concentrés d’osmium sont produits comme sous-produit de l’extraction du nickel et du cuivre ou alternativement en isolant le platine métallique de ses minerais. Lors de l’électroraffinage du cuivre et du nickel, des métaux nobles tels que l’argent, l’or et les métaux du groupe du platine, ainsi que des éléments non métalliques tels que le sélénium et le tellure se déposent au fond de la cellule sous forme de boue anodique, qui constitue la matière première pour leur extraction. .

Source : www.luciteria.com

Propriétés mécaniques de l’Osmium

Force de l’Osmium

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’Osmium

La résistance à la traction ultime de l’Osmium est de 1000 MPa.

Limite d’élasticité de l’Osmium

La limite d’élasticité de l’osmium est N/A.

Module de Young de l’Osmium

Le module de Young de l’Osmium est N/A.

Dureté de l’Osmium

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’osmium est d’environ 3900 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’osmium est d’environ 4140 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’osmium a une dureté d’environ 7.

Voir aussi: Dureté des matériaux

Osmium – Structure cristalline

Une structure cristalline possible de l’ osmium 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’Osmium

Propriétés thermiques de l’Osmium

Osmium – Point de fusion et point d’ébullition

Le point de fusion de l’Osmium est de 3045°C.

Le point d’ébullition de l’Osmium est de 5030°C.

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

Osmium – Conductivité thermique

La conductivité thermique de l’ Osmium est de 88  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’Osmium

Le coefficient de dilatation thermique linéaire de l’ osmium est  de 5,1 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.

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

La chaleur spécifique de l’osmium est de 0,13 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’osmium est de 31,8 kJ/mol.

La chaleur latente de vaporisation de l’osmium est de 746 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.

Osmium – 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’Osmium

La résistivité électrique de l’Osmium est de 81,2 nΩ⋅m.

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

Susceptibilité magnétique de l’Osmium

La susceptibilité magnétique de l’Osmium est de +11e-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’osmium en réponse à un champ magnétique appliqué.