Zirconium et Niobium - Comparaison - Propriétés

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

zirconium et niobium - comparaison

Comparer le zirconium avec un autre élément

Comparer le niobium avec un autre élément

Zirconium et Niobium – À propos des éléments

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 des conditions normales de service.

Niobium

Le niobium est un métal de transition doux, gris et ductile, que l’on trouve souvent dans les minéraux pyrochlore (la principale source commerciale de niobium) et la columbite

Zirconium dans le tableau périodique

Niobium dans le tableau périodique

Source : www.luciteria.com

Zirconium et Niobium – Applications

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.

Niobium

La consommation de niobium est dominée par son utilisation comme additif à l’acier faiblement allié à haute résistance et à l’acier inoxydable pour les oléoducs et gazoducs, les carrosseries de voitures et de camions, les exigences architecturales, les aciers à outils, les coques de navires, les voies ferrées. Cependant, il existe un certain nombre d’autres applications pour le niobium métallique et ses composés. Bien que le niobium ait de nombreuses applications, la majorité est utilisée dans la production d’acier de construction de haute qualité. La deuxième plus grande application du niobium concerne les superalliages à base de nickel. Les alliages niobium-étain sont utilisés comme aimants supraconducteurs.

Zirconium et niobium – Comparaison dans le tableau

Élément	Zirconium	Niobium
Densité	6,511 g/cm3	8,57 g/cm3
Résistance à la traction ultime	330 MPa	275 MPa
Limite d’élasticité	230 MPa	70 MPa
Module de Young	88 GPa	105 GPa
Échelle de Mohs	5	6
Dureté Brinell	650 MPa	740 MPa
Dureté Vickers	900 MPa	1300 MPa
Point de fusion	1855°C	2477°C
Point d’ébullition	4377°C	4744°C
Conductivité thermique	22,7 W/mK	53,7 W/mK
Coefficient de dilatation thermique	5,7 µm/mK	7,3 µm/mK
Chaleur spécifique	0,27 J/g·K	0,26 J/g·K
Température de fusion	16,9 kJ/mole	26,4 kJ/mole
Chaleur de vaporisation	591 kJ/mole	682 kJ/mole