Cet article contient une comparaison des principales propriétés thermiques et atomiques du titane et de l’uranium, deux éléments chimiques comparables du tableau périodique. Il contient également des descriptions de base et des applications des deux éléments. Titane contre Uranium.
Titane et Uranium – À propos des éléments
Source : www.luciteria.com
Titane et Uranium – Applications
Titane
Les deux propriétés les plus utiles du métal sont la résistance à la corrosion et le rapport résistance/densité, le plus élevé de tous les éléments métalliques. La résistance à la corrosion des alliages de titane à des températures normales est exceptionnellement élevée. Ces propriétés déterminent l’application du titane et de ses alliages. La première application de production de titane remonte à 1952, pour les nacelles et les pare-feu de l’avion de ligne Douglas DC-7. Une résistance spécifique élevée, une bonne résistance à la fatigue et une bonne durée de vie au fluage, ainsi qu’une bonne ténacité à la rupture sont des caractéristiques qui font du titane un métal préféré pour les applications aérospatiales. Les applications aérospatiales, y compris l’utilisation dans les composants structurels (cellule) et les moteurs à réaction, représentent toujours la plus grande part de l’utilisation des alliages de titane. Sur l’avion supersonique SR-71, le titane a été utilisé pour 85% de la structure. Grâce à une très grande inertie,
Uranium
La principale utilisation de l’uranium dans le secteur civil est l’alimentation des centrales nucléaires. Un kilogramme d’uranium 235 peut théoriquement produire environ 20 térajoules d’énergie, en supposant une fission complète ; autant d’énergie que 1,5 million de kilogrammes (1 500 tonnes) de charbon. Un réacteur typique peut contenir environ 100 tonnes d’uranium enrichi (c’est-à-dire environ 113 tonnes de dioxyde d’uranium). Ce combustible est chargé dans, par exemple, 157 assemblages combustibles composés de plus de 45 000 crayons combustibles. Un assemblage combustible commun contient de l’énergie pendant environ 4 ans de fonctionnement à pleine puissance. Le combustible retiré (combustible nucléaire usé) contient encore environ 96 % de matière valorisable (il doit être retiré en raison de la diminution du kinf d’un assemblage). Avant (et parfois après) la découverte de la radioactivité, l’uranium était principalement utilisé en petites quantités pour les émaux de verre et de poterie jaunes, comme le verre d’uranium. L’uranium est également utilisé par l’armée pour alimenter les sous-marins nucléaires et dans les armes nucléaires. En raison de sa densité élevée, ce matériau se retrouve dans les systèmes de guidage inertiel et dans les compas gyroscopiques.[10] L’uranium appauvri est préféré aux métaux de densité similaire en raison de sa capacité à être facilement usiné et coulé ainsi que de son coût relativement faible. Le principal risque d’exposition à l’uranium appauvri est l’empoisonnement chimique par l’oxyde d’uranium plutôt que la radioactivité (l’uranium n’étant qu’un faible émetteur alpha). L’uranium appauvri est un uranium qui contient beaucoup moins d’uranium 235 que l’uranium naturel. Il est considérablement moins radioactif que l’uranium naturel. C’est un métal dense qui peut être utilisé comme lest pour les navires et comme contrepoids pour les avions. Il est également utilisé dans les munitions et les armures. L’uranium appauvri peut également être utilisé pour protéger des radiations. L’uranium appauvri est beaucoup plus efficace en raison de son Z plus élevé. L’uranium appauvri est utilisé pour le blindage des sources portables de rayons gamma. L’uranium est utilisé dans les aciers rapides comme agent d’alliage pour améliorer la résistance et la ténacité. Le trioxyde d’uranium (aussi appelé oxyde uranique) de formule UO3, est une poudre jaune orangé et est utilisé comme pigment pour la céramique. Dans les verres, il produit un beau « verre d’uranium » jaune verdâtre.
Titane et Uranium – Comparaison dans le tableau
| Élément | Titane | Uranium |
| Densité | 4,507 g/cm3 | 19,05 g/cm3 |
| Résistance à la traction ultime | 434 MPa, 293 MPa (pur) | 390 MPa |
| Limite d’élasticité | 380 MPa | 190 MPa |
| Module de Young | 116 GPa | 208 GPa |
| Échelle de Mohs | 6 | 6 |
| Dureté Brinell | 700 – 2700 MPa | 2400 MPa |
| Dureté Vickers | 800 – 3400 MPa | 1960 MPa |
| Point de fusion | 1668°C | 1132°C |
| Point d’ébullition | 3287°C | 4131°C |
| Conductivité thermique | 21,9 W/mK | 27 W/mK |
| Coefficient de dilatation thermique | 8,6 µm/mK | 13,9 µm/mK |
| Chaleur spécifique | 0,52 J/g·K | 0,12 J/g·K |
| Température de fusion | 15,45 kJ/mole | 8,52 kJ/mole |
| Chaleur de vaporisation | 421 kJ/mole | 417 kJ/mole |