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Terbium – Propriétés – Prix – Applications – Production

Terbium-propriétés-prix-application-production

À propos de Terbium

Le terbium est un métal de terre rare blanc argenté qui est malléable, ductile et suffisamment mou pour être coupé avec un couteau. Neuvième membre de la série des lanthanides, le terbium est un métal assez électropositif qui réagit avec l’eau en dégageant de l’hydrogène gazeux.

Sommaire

Élément Terbium
Numéro atomique 65
Catégorie d’élément Métal de terre rare
Phase à STP Solide
Densité 8,219 g/cm3
Résistance à la traction ultime N / A
Limite d’élasticité N / A
Module de Young 55,7 GPa
Échelle de Mohs N / A
Dureté Brinell 680 MPa
Dureté Vickers 860 MPa
Point de fusion 1365°C
Point d’ébullition 3123°C
Conductivité thermique 11 W/mK
Coefficient de dilatation thermique 10,3 µm/mK
Chaleur spécifique 0,18 J/g·K
Température de fusion 10,8 kJ/mol
Chaleur de vaporisation 330,9 kJ/mol
Résistivité électrique [nanoohmmètre] 1150
Susceptibilité magnétique +146000e-6cm^3/mol


Applications du Terbium

Le terbium est utilisé comme dopant dans le fluorure de calcium, le tungstate de calcium et le molybdate de strontium, des matériaux utilisés dans les dispositifs à semi-conducteurs. Il est également utilisé dans les ampoules basse consommation et les lampes au mercure. L’oxyde de terbium est utilisé dans les luminophores verts des lampes fluorescentes et des tubes de télévision couleur. Il a été utilisé pour améliorer la sécurité des radiographies médicales en permettant de produire la même qualité d’image avec un temps d’exposition beaucoup plus court. Les sels de terbium sont utilisés dans les appareils laser.


 
 

Applications de terbium

Production et prix du Terbium

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 Terbium pur se situaient autour de 18000 $/kg.

La production de terbium consiste à obtenir des fractions de basicité différente à partir d’yttria à l’aide d’hydroxyde d’ammonium. Deux substances appelées terbia et erbia ont été obtenues à partir de ces fractions. Terbia et erbia contiennent les éléments de terres rares terbium et erbium.

Tableau périodique des terbiums

Source : www.luciteria.com

Propriétés mécaniques du Terbium

Terbium-propriétés-mécaniques-résistance-dureté-structure cristalline

Force du Terbium

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 Terbium

La résistance à la traction ultime du Terbium est N/A.

Limite d’élasticité du Terbium

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

Module de Young du Terbium

Le module de Young du Terbium est N/A.

Dureté du Terbium

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 Terbium est d’environ 680 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 Terbium est d’environ 860 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 terbium a une dureté d’environ N/A.

Voir aussi: Dureté des matériaux

Terbium – Structure cristalline

Une structure cristalline possible du Terbium  est une structure  hexagonale compacte.

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 Terbium
La structure cristalline du terbium est : hexagonale compacte

Force des éléments

Élasticité des éléments

Dureté des éléments

Propriétés thermiques du Terbium

Terbium-point-de-fusion-conductivité-propriétés-thermiques

Terbium – Point de fusion et point d’ébullition

Le point de fusion du Terbium est de 1365°C.

Le point d’ébullition du Terbium est de 3123°C.

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

Terbium – Conductivité thermique

La conductivité thermique du Terbium est de 11 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 Terbium

Le coefficient de dilatation thermique linéaire du Terbium est  de 10,3 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.

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

La chaleur spécifique du Terbium est de 0,18 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 terbium est de 10,8 kJ/mol.

La chaleur latente de vaporisation du terbium est de 330,9 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

Terbium – Résistivité électrique – Susceptibilité magnétique

Terbium-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 Terbium

La résistivité électrique du Terbium est de 1150 nΩ⋅m.

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

Susceptibilité magnétique du Terbium

La susceptibilité magnétique du Terbium est de +146000e-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 Terbium 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

Terbium - Comparaison des propriétés et des prix