Sélénium – Propriétés – Prix – Applications – Production

À propos du Sélénium

Le sélénium est un non-métal avec des propriétés intermédiaires entre les éléments ci-dessus et ci-dessous dans le tableau périodique, le soufre et le tellure, et présente également des similitudes avec l’arsenic. Il se produit rarement dans son état élémentaire ou sous forme de composés de minerai pur dans la croûte terrestre.

Résumé

Élément	Sélénium
Numéro atomique	34
Catégorie d’élément	Pas de métal
Phase à STP	Solide
Densité	4,819 g/cm3
Résistance à la traction ultime	300 MPa
Limite d’élasticité	150 MPa
Module de Young	10 GPa
Échelle de Mohs	2
Dureté Brinell	740 MPa
Dureté Vickers	N / A
Point de fusion	221°C
Point d’ébullition	685°C
Conductivité thermique	2,04 W/mK
Coefficient de dilatation thermique	37 µm/mK
Chaleur spécifique	0,32 J/g·K
Température de fusion	6 694 kJ/mol
Chaleur de vaporisation	37,7 kJ/mol
Résistivité électrique [nanoohmmètre]	N / A
Susceptibilité magnétique	−25e-6cm^3/mol

Applications du Sélénium

Les principales utilisations commerciales du sélénium aujourd’hui sont la fabrication du verre et les pigments. Le sélénium trouve des applications dans diverses industries, par exemple, les applications de cellules solaires et de photoconducteurs, l’électrolyse du manganèse, la protection contre les surtensions en courant continu ou la cristallographie aux rayons X.

 

 

Production et prix du Sélénium

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 Sélénium pur se situaient autour de 140 $/kg.

Le sélénium est le plus souvent produit à partir de séléniure dans de nombreux minerais sulfurés, tels que ceux du cuivre, du nickel ou du plomb. L’affinage électrolytique des métaux est particulièrement productif de sélénium en tant que sous-produit, obtenu à partir de la boue anodique des raffineries de cuivre. Environ 2 000 tonnes de sélénium ont été produites en 2011 dans le monde, principalement en Allemagne (650 t), au Japon (630 t), en Belgique (200 t) et en Russie (140 t).

Source : www.luciteria.com

Propriétés mécaniques du Sélénium

Force du Sélénium

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 Sélénium

La résistance à la traction ultime du sélénium est de 300 MPa.

Limite d’élasticité du Sélénium

La limite d’élasticité du sélénium  est de 150 MPa.

Module de Young du Sélénium

Le module de Young du sélénium est de 10 GPa.

Dureté du Sélénium

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 sélénium est d’environ 740 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 sélénium 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.

Le sélénium a une dureté d’environ 2.

Voir aussi: Dureté des matériaux

Sélénium – Structure cristalline

Une structure cristalline possible du sélénium est la structure hexagonale.

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 Sélénium

Propriétés thermiques du Sélénium

Sélénium – Point de fusion et point d’ébullition

Le point de fusion du sélénium est de 221°C.

Le point d’ébullition du sélénium est de 685°C.

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

Sélénium – Conductivité thermique

La conductivité thermique du sélénium est de 2,04  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 Sélénium

Le coefficient de dilatation thermique linéaire du sélénium est  de 37 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.

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

La chaleur spécifique du sélénium est de 0,32 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 sélénium est de 6,694 kJ/mol.

La chaleur latente de vaporisation du sélénium est de 37,7 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 d’attraction 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.

Sélénium – 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 Sélénium

La résistivité électrique du sélénium est de — nΩ⋅m.

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

Susceptibilité magnétique du Sélénium

La susceptibilité magnétique du sélénium est de −25e-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 sélénium en réponse à un champ magnétique appliqué.