Platine – Propriétés – Prix – Applications – Production

À propos du Platine

Le platine est un métal de transition dense, malléable, ductile, hautement non réactif, précieux, blanc argenté. Le platine est l’un des métaux les moins réactifs. Il a une résistance remarquable à la corrosion, même à des températures élevées, et est donc considéré comme un métal noble. Le platine est utilisé dans les convertisseurs catalytiques, les équipements de laboratoire, les contacts électriques et les électrodes, les thermomètres à résistance de platine, les équipements de dentisterie et les bijoux.

Sommaire

Élément	Platine
Numéro atomique	78
Catégorie d’élément	Métal de transition
Phase à STP	Solide
Densité	21,09 g/cm3
Résistance à la traction ultime	150 MPa
Limite d’élasticité	70 MPa
Module de Young	168 GPa
Échelle de Mohs	3,5
Dureté Brinell	400 MPa
Dureté Vickers	550 MPa
Point de fusion	1772°C
Point d’ébullition	3827°C
Conductivité thermique	72W/mK
Coefficient de dilatation thermique	8,8 µm/mK
Chaleur spécifique	0,13 J/g·K
Température de fusion	19,6 kJ / mol
Chaleur de vaporisation	510 kJ/mole
Résistivité électrique [nanoohmmètre]	105
Susceptibilité magnétique	+201e-6cm^3/mol

Applications du Platine

Le platine est avant tout un métal industriel. C’est un matériau critique pour de nombreuses industries et il est considéré comme un métal stratégique. Le platine est utilisé comme catalyseur, le platine se trouve principalement dans les convertisseurs catalytiques des véhicules qui réduisent les produits chimiques d’échappement toxiques, ainsi que dans les piles à combustible pour augmenter l’efficacité. L’utilisation la plus courante du platine est comme catalyseur dans les réactions chimiques, souvent sous forme de noir de platine. Dans les convertisseurs catalytiques, le platine permet la combustion complète de faibles concentrations d’hydrocarbures non brûlés de l’échappement en dioxyde de carbone et en vapeur d’eau. Le platine a été utilisé dans les dispositifs à thermocouple qui mesurent la température avec une grande précision. Le platine est un composant des revêtements magnétiques pour les disques durs haute densité et certains des nouveaux systèmes de stockage optique.

 

 

Production et prix du Platine

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 Platine pur se situaient autour de 31500 $/kg.

Le platine, ainsi que le reste des métaux du groupe du platine, est obtenu commercialement en tant que sous-produit de l’extraction et du traitement du nickel et du cuivre. Lors de l’électroraffinage du cuivre, les métaux nobles tels que l’argent, l’or et les métaux du groupe du platine ainsi que le sélénium et le tellure se déposent au fond de la cellule sous forme de « boue d’anode », qui constitue le point de départ de l’extraction du groupe du platine. métaux. Sur les 218 tonnes de platine vendues en 2014, 98 tonnes ont été utilisées pour les dispositifs de contrôle des émissions des véhicules (45 %), 74,7 tonnes pour la joaillerie (34 %), 20,0 tonnes pour la production chimique et le raffinage du pétrole (9,2 %) et 5,85 tonnes pour applications électriques comme les disques durs (2,7 %). En 2020, la valeur du platine est d’environ 32,00 $ le gramme (1 000 $ l’once troy).

Propriétés mécaniques du Platine

La force du Platine

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 Platine

La résistance à la traction ultime du platine est de 150 MPa.

Limite d’élasticité du Platine

La limite d’élasticité du platine est de 70 MPa.

Module de Young du Platine

Le module de Young du platine est de 70 MPa.

Dureté du Platine

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 platine est d’environ 400 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 platine est d’environ 550 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 platine a une dureté d’environ 3,5.

Voir aussi: Dureté des matériaux

Platine – Structure cristalline

Une structure cristalline possible du platine est une structure cubique à faces centrées.

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 Platine

Propriétés thermiques du Platine

Platine – Point de fusion et point d’ébullition

Le point de fusion du platine est de 1772°C.

Le point d’ébullition du platine est de 3827°C.

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

Platine – Conductivité thermique

La conductivité thermique du  platine est  de 72  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 Platine

Le coefficient de dilatation thermique linéaire du platine est  de 8,8 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.

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

La chaleur spécifique du platine 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 du platine est de 19,6 kJ/mol.

La chaleur latente de vaporisation du platine est de 510 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.

Platine – 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 Platine

La résistivité électrique du platine est de 105 nΩ⋅m.

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

Susceptibilité magnétique du Platine

La susceptibilité magnétique du platine est de +201e-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 platine en réponse à un champ magnétique appliqué.