À propos de l’Ytterbium
En raison de sa configuration électronique à coque fermée, sa densité et ses points de fusion et d’ébullition diffèrent considérablement de ceux de la plupart des autres lanthanides.
Sommaire
Élément | Ytterbium |
Numéro atomique | 70 |
Catégorie d’élément | Métal de terre rare |
Phase à STP | Solide |
Densité | 6,57 g/cm3 |
Résistance à la traction ultime | 69 MPa |
Limite d’élasticité | 66 MPa |
Module de Young | 23,9 GPa |
Échelle de Mohs | N / A |
Dureté Brinell | 340 MPa |
Dureté Vickers | 210 MPa |
Point de fusion | 819°C |
Point d’ébullition | 1196°C |
Conductivité thermique | 39W/mK |
Coefficient de dilatation thermique | 26,3 µm/mK |
Chaleur spécifique | 0,15 J/g·K |
Température de fusion | 7,66 kJ / mol |
Chaleur de vaporisation | 128,9 kJ / mol |
Résistivité électrique [nanoohmmètre] | 250 |
Susceptibilité magnétique | + 249e-6 cm^3/mol |
Applications de l’Ytterbium
L’ytterbium commence à trouver une variété d’utilisations, comme dans les dispositifs de mémoire et les lasers accordables. Il peut également être utilisé comme catalyseur industriel et est de plus en plus utilisé pour remplacer d’autres catalyseurs jugés trop toxiques et polluants. Une petite quantité d’ytterbium est utilisée pour ajouter de la résistance à des types d’acier spécifiques. L’ytterbium peut également être utilisé comme dopant pour aider à améliorer le raffinement du grain, la résistance et d’autres propriétés mécaniques de l’acier inoxydable.
Production et prix de l’Ytterbium
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 de l’Ytterbium pur se situaient autour de 5300 $/kg.
L’ytterbium est produit à partir de ses minerais par réaction avec le lanthane métallique. Par exemple, l’élément est extrait par extraction au solvant et échange d’ions de la monazite. La monazite est un minerai important pour le thorium, le lanthane et le cérium. On le trouve souvent dans les gisements de placers. L’Inde, Madagascar et l’Afrique du Sud possèdent d’importants gisements de sables de monazite. Les gisements en Inde sont particulièrement riches en monazite.
Source : www.luciteria.com
Propriétés mécaniques de l’Ytterbium
Force de l’Ytterbium
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 de l’Ytterbium
La résistance à la traction ultime de l’ytterbium est de 69 MPa.
Limite d’élasticité de l’Ytterbium
La limite d’élasticité de l’ytterbium est de 66 MPa.
Module de Young de l’Ytterbium
Le module de Young de l’Ytterbium est de 66 MPa.
Dureté de l’Ytterbium
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 de l’ytterbium est d’environ 340 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 de l’ytterbium est d’environ 210 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.
L’ytterbium a une dureté d’environ N/A.
Voir aussi: Dureté des matériaux
Ytterbium – Structure cristalline
Une structure cristalline possible de l’ ytterbium est la structure cubique à faces centrées.
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 de l’Ytterbium
Propriétés thermiques de l’Ytterbium
Ytterbium – Point de fusion et point d’ébullition
Le point de fusion de l’ytterbium est de 819°C.
Le point d’ébullition de l’ytterbium est de 1196°C.
Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard.
Ytterbium – Conductivité thermique
La conductivité thermique de l’ ytterbium est de 39 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 de l’Ytterbium
Le coefficient de dilatation thermique linéaire de l’ ytterbium est de 26,3 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.
Ytterbium – Chaleur spécifique, chaleur latente de fusion, chaleur latente de vaporisation
La chaleur spécifique de l’ytterbium est de 0,15 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 de l’ytterbium est de 7,66 kJ/mol.
La chaleur latente de vaporisation de l’ytterbium est de 128,9 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.
Ytterbium – 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 de l’Ytterbium
La résistivité électrique de l’Ytterbium est de 250 nΩ⋅m.
La conductivité électrique et son inverse, la résistivité électrique, est une propriété fondamentale d’un matériau qui quantifie la manière dont l’ytterbium conduit le flux de courant électrique. La conductivité électrique ou conductance spécifique est l’inverse de la résistivité électrique.
Susceptibilité magnétique de l’Ytterbium
La susceptibilité magnétique de l’ytterbium est de +249e-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 de l’ytterbium en réponse à un champ magnétique appliqué.