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Thallium – Propriétés – Prix – Applications – Production

Thallium-propriétés-prix-application-production

À propos du Thallium

Le thallium est un métal post-transition gris doux que l’on ne trouve pas librement dans la nature. Commercialement, le thallium est produit comme sous-produit du raffinage des minerais de sulfure de métaux lourds. Environ 60 à 70% de la production de thallium est utilisée dans l’industrie électronique.

Sommaire

Élément Thallium
Numéro atomique 81
Catégorie d’élément Pauvre métal
Phase à STP Solide
Densité 11,85 g/cm3
Résistance à la traction ultime 8 MPa
Limite d’élasticité 4 MPa
Module de Young 8 GPa
Échelle de Mohs 1,2
Dureté Brinell 26,4 MPa
Dureté Vickers N / A
Point de fusion 303°C
Point d’ébullition 1457°C
Conductivité thermique 46W/mK
Coefficient de dilatation thermique 29,9 µm/mK
Chaleur spécifique 0,13 J/g·K
Température de fusion 4 142 kJ/mol
Chaleur de vaporisation 164,1 kJ/mol
Résistivité électrique [nanoohmmètre] 180
Susceptibilité magnétique −50,9e-6 cm ^ 3 / mol

Applications du Thallium

L’utilisation du thallium est limitée car il s’agit d’un élément toxique. Le thallium est rarement utilisé, à l’exception de la fabrication de qualités spéciales de verre. Dans le passé, les composés du thallium ont trouvé des applications aussi diverses que les mort-aux-rats et les restaurateurs de cheveux ! La plupart du thallium est utilisé par l’industrie électronique dans les cellules photoélectriques. L’oxyde de thallium est utilisé pour produire du verre spécial avec un indice de réfraction élevé, ainsi que du verre à bas point de fusion qui devient fluide à environ 125K.

 
 
Thallium-applications

Production et prix du Thallium

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 Thallium pur se situaient autour de 480 $/kg.

Le thallium se trouve dans les minéraux crookesite TlCu7Se4, hutchinsonite TlPbAs5S9 et lorándite TlAsS2. Le thallium est également présent comme oligo-élément dans la pyrite de fer, et le thallium est extrait comme sous-produit de la torréfaction de ce minéral pour la production d’acide sulfurique. Le thallium peut également être obtenu à partir de la fusion de minerais de plomb et de zinc.

Tableau périodique du thallium

Source : www.luciteria.com

Propriétés mécaniques du Thallium

Thallium-propriétés-mécaniques-résistance-dureté-structure cristalline

Force du Thallium

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 Thallium

La résistance à la traction ultime du thallium est de 8 MPa.

Limite d’élasticité du Thallium

La limite d’élasticité du thallium  est de 4 MPa.

Module de Young du Thallium

Le module de Young du thallium est de 4 MPa.

Dureté du Thallium

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 thallium est d’environ 26,4 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 thallium 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 thallium a une dureté d’environ 1,2.

Voir aussi: Dureté des matériaux

Thallium – Structure cristalline

Une structure cristalline possible du thallium 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 Thallium
La structure cristalline du thallium est : hexagonale compacte

Force des éléments

Élasticité des éléments

Dureté des éléments

Propriétés thermiques du Thallium

Thallium-point de fusion-conductivité-propriétés-thermiques

Thallium – Point de fusion et point d’ébullition

Le point de fusion du Thallium est de 303°C.

Le point d’ébullition du thallium est de 1457°C.

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

Thallium – Conductivité thermique

La conductivité thermique du  Thallium est de 46 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 Thallium

Le coefficient de dilatation thermique linéaire du thallium est  de 29,9 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.

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

La chaleur spécifique du thallium 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 thallium est de 4,142 kJ/mol.

La chaleur latente de vaporisation du thallium est de 164,1 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

Thallium – Résistivité électrique – Susceptibilité magnétique

Thallium-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 Thallium

La résistivité électrique du Thallium est de 180 nΩ⋅m.

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

Susceptibilité magnétique du Thallium

La susceptibilité magnétique du thallium est de −50,9e-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 thallium 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

Thallium - Comparaison des propriétés et des prix

Tableau périodique en résolution 8K

Autres propriétés du Thallium