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Rhodium – Propriétés – Prix – Applications – Production

Rhodium-propriétés-prix-application-production

À propos du Rhodium

Le rhodium est un métal de transition rare, blanc argenté, dur, résistant à la corrosion et chimiquement inerte. C’est un métal noble et un membre du groupe du platine.

Résumé

Élément Rhodium
Numéro atomique 45
Catégorie d’élément Métal de transition
Phase à STP Solide
Densité 12,45 g/cm3
Résistance à la traction ultime 950 MPa
Limite d’élasticité N / A
Module de Young 380 GPa
Échelle de Mohs 6
Dureté Brinell 1100 MPa
Dureté Vickers 1246 MPa
Point de fusion 1964°C
Point d’ébullition 3695°C
Conductivité thermique 150W/mK
Coefficient de dilatation thermique 8,2 µm/mK
Chaleur spécifique 0,242 J/g·K
Température de fusion 21,5 kJ/mol
Chaleur de vaporisation 493 kJ/mol
Résistivité électrique [nanoohmmètre] 43,3
Susceptibilité magnétique +111e-6cm^3/mol


Applications du Rhodium

L’utilisation principale de l’élément (environ 80% de la production mondiale de rhodium) est l’un des catalyseurs des convertisseurs catalytiques à trois voies des automobiles. Parce que le métal rhodium est inerte contre la corrosion et la plupart des produits chimiques agressifs, et en raison de sa rareté, le rhodium est généralement allié au platine ou au palladium et appliqué dans des revêtements résistants aux hautes températures et à la corrosion. Dans les réacteurs nucléaires, les détecteurs à base de rhodium sont souvent utilisés pour mesurer le flux neutronique dans le cœur.


 
 

Applications de rhodium

Production et prix du Rhodium

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 Rhodium pur se situaient autour de 180000 $/kg.

Sur 30 000 kg de rhodium consommés dans le monde en 2012, 81 % (24 300 kg) sont allés dans cette application, et 8 060 kg ont été récupérés dans d’anciens convertisseurs. Environ 964 kg de rhodium ont été utilisés dans l’industrie du verre, principalement pour la production de fibre de verre et de verre à écran plat, et 2 520 kg ont été utilisés dans l’industrie chimique. Le rhodium est l’un des éléments les plus rares de la croûte terrestre. Sa rareté affecte son prix et son utilisation dans des applications commerciales. L’extraction industrielle du rhodium est complexe car les minerais sont mélangés à d’autres métaux tels que le palladium, l’argent, le platine et l’or et il existe très peu de minéraux rhodiés. Le prix du rhodium est très variable. En 2007, le rhodium coûtait environ huit fois plus que l’or, 450 fois plus que l’argent et 27 250 fois plus que le cuivre en poids. En 2008, le prix est brièvement passé au-dessus de 10 $, 000 par once (350 000 $ par kilogramme). Le ralentissement économique du 3e trimestre 2008 a ramené les prix du rhodium nettement en dessous de 1 000 $ l’once (35 000 $ le kilogramme) ; le prix a rebondi à 2 750 dollars au début de 2010 (97 000 dollars le kilogramme) (plus du double du prix de l’or), mais fin 2013, les prix étaient inférieurs à 1 000 dollars.

Tableau périodique du rhodium

Source : www.luciteria.com

Propriétés mécaniques du Rhodium

Rhodium-propriétés-mécaniques-résistance-dureté-structure cristalline

Force du Rhodium

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 Rhodium

La résistance à la traction ultime du rhodium est de 950 MPa.

Limite d’élasticité du Rhodium

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

Module de Young du Rhodium

Le module de Young du Rhodium est N/A.

Dureté du Rhodium

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 du rhodium est d’environ 1100 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 rhodium est d’environ 1246 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 rhodium a une dureté d’environ 6.

Voir aussi: Dureté des matériaux

Rhodium – Structure cristalline

Une structure cristalline possible du rhodium est la structure cubique face centrée.

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 du Rhodium
La structure cristalline du rhodium est : cubique à faces centrées

Force des éléments

Élasticité des éléments

Dureté des éléments

Propriétés thermiques du Rhodium

Rhodium-point-de-fusion-conductivité-propriétés-thermiques

Rhodium – Point de fusion et point d’ébullition

Le point de fusion du Rhodium est de 1964°C.

Le point d’ébullition du Rhodium est de 3695°C.

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

Rhodium – Conductivité Thermique

La conductivité thermique du Rhodium est de 150 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 Rhodium

Le coefficient de dilatation thermique linéaire du rhodium est  de 8,2 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.

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

La chaleur spécifique du rhodium est de 0,242 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 rhodium est de 21,5 kJ/mol.

La chaleur latente de vaporisation du rhodium est de 493 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

Rhodium – Résistivité électrique – Susceptibilité magnétique

Rhodium-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 Rhodium

La résistivité électrique du Rhodium est de 43,3 nΩ⋅m.

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

Susceptibilité magnétique du Rhodium

La susceptibilité magnétique du rhodium est de +111e-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 rhodium 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

Rhodium - Comparaison des propriétés et des prix

Tableau périodique en résolution 8K

Autres propriétés du Rhodium