Titane et Zirconium - Comparatif - Propriétés

Cet article contient une comparaison des principales propriétés thermiques et atomiques du titane et du zirconium, deux éléments chimiques comparables du tableau périodique. Il contient également des descriptions de base et des applications des deux éléments. Titane vs Zirconium.

titane et zirconium - comparaison

Comparer le titane avec un autre élément

Comparer le zirconium avec un autre élément

Titane et Zirconium – À propos des éléments

Titane

Le titane est un métal de transition brillant avec une couleur argentée, une faible densité et une résistance élevée. Le titane est résistant à la corrosion dans l’eau de mer, l’eau régale et le chlore. Le titane peut être utilisé dans les condenseurs de surface. Ces condenseurs utilisent des tubes généralement en acier inoxydable, en alliages de cuivre ou en titane selon plusieurs critères de sélection (comme la conductivité thermique ou la résistance à la corrosion). Les tubes de condenseur en titane sont généralement le meilleur choix technique, mais le titane est un matériau très coûteux et l’utilisation de tubes de condenseur en titane est associée à des coûts initiaux très élevés.

Zirconium

Le zirconium est un métal de transition solide, brillant, gris-blanc, qui ressemble à l’hafnium et, dans une moindre mesure, au titane. Le zirconium est principalement utilisé comme réfractaire et opacifiant, bien que de petites quantités soient utilisées comme agent d’alliage pour sa forte résistance à la corrosion. Le zirconium est largement utilisé comme gaine pour les combustibles des réacteurs nucléaires. Les propriétés recherchées pour ces alliages sont une faible section efficace de capture neutronique et une résistance à la corrosion dans les conditions normales de service.

Titane dans le tableau périodique

Zirconium dans le tableau périodique

Source : www.luciteria.com

Titane et Zirconium – 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,

Zirconium

La plupart du zircon est utilisé directement dans les applications à haute température. Ce matériau est réfractaire, dur et résistant aux attaques chimiques. En raison de ces propriétés, le zircon trouve de nombreuses applications, dont peu sont très médiatisées. Son utilisation principale est comme opacifiant, conférant un aspect blanc et opaque aux matériaux céramiques. Le zirconium et ses alliages sont largement utilisés comme gaine pour les combustibles des réacteurs nucléaires. Le zirconium allié au niobium ou à l’étain possède d’excellentes propriétés de corrosion. La haute résistance à la corrosion des alliages de zirconium résulte de la formation naturelle d’un oxyde dense et stable à la surface du métal. Ce film est auto-cicatrisant, il continue à se développer lentement à des températures allant jusqu’à environ 550°C (1020°F) et il reste fermement adhérent. La propriété recherchée de ces alliages est également une faible section efficace de capture de neutrons.

Titane et Zirconium – Comparaison dans le tableau

Élément	Titane	Zirconium
Densité	4,507 g/cm3	6,511 g/cm3
Résistance à la traction ultime	434 MPa, 293 MPa (pur)	330 MPa
Limite d’élasticité	380 MPa	230 MPa
Module de Young	116 GPa	88 GPa
Échelle de Mohs	6	5
Dureté Brinell	700 – 2700 MPa	650 MPa
Dureté Vickers	800 – 3400 MPa	900 MPa
Point de fusion	1668°C	1855°C
Point d’ébullition	3287°C	4377°C
Conductivité thermique	21,9 W/mK	22,7 W/mK
Coefficient de dilatation thermique	8,6 µm/mK	5,7 µm/mK
Chaleur spécifique	0,52 J/g·K	0,27 J/g·K
Température de fusion	15,45 kJ/mole	16,9 kJ/mole
Chaleur de vaporisation	421 kJ/mole	591 kJ/mole