投稿者: yako77

Qu’est-ce qu’un effecteur final ?

Les effecteurs finaux sont intégrés dans les robots industriels qui automatisent les processus de production en usine pour assembler, inspecter et transporter des produits avec une grande efficacité. L’automatisation des processus de production est connue sous le nom d’automatisation industrielle (FA), qui se réfère à l’automatisation au sens large. Par exemple, dans le passé, l’usinage était réalisé par des ouvriers qui introduisaient manuellement des programmes dans les machines tout en consultant des données de CAO. Cependant, de nos jours, avec le développement de la technologie, l’usinage est effectué automatiquement en chargeant les données dans un système de FAO. Ces opérations entrent également dans le champ d’application de l’AF. Les robots industriels sont étroitement associés à ces processus d’automatisation et doivent être capables d’effectuer les tâches de la même manière qu’un être humain.

Les bras des robots industriels NC sont articulés afin de garantir un fonctionnement aussi souple que celui des bras humains. Ces bras de robot sont appelés bras de robot ou manipulateurs.

Les effecteurs finaux sont des périphériques fixés aux poignets des robots industriels. Ils sont parfois appelés “composants de main de préhension robotisée” (EOAT) ou mains de robot.

La plupart des effecteurs finaux sont mécaniques ou électromécaniques et fonctionnent comme des “pinces”, des “outils de traitement” ou des “capteurs”. Il existe de nombreux types d’effecteurs finaux, allant des pinces à deux doigts pour le “pick-and-place” aux systèmes dotés de capteurs complexes pour reproduire les forces humaines. Les effecteurs  finaux remplissent véritablement la fonction d’un doigt ou d’une paume humaine.

Utilisations des effecteurs finaux

Les effecteurs finaux présentent l’avantage de pouvoir être changés pour adapter le type d’effecteur à la tâche que le robot est en train d’effectuer. Les processus typiques réalisés par les robots industriels dans les usines comprennent les tâches suivantes : assemblage, transport et prise et mise en place. Comme ces processus impliquent souvent la saisie et la manipulation d’objets, une pince est l’effecteur de choix pour la main reliée au robot.

Les préhenseurs sont développés en tenant compte de la fonction de la main humaine et sont donc faciles à intégrer dans le robot en tant que processus. La main humaine étant multifonctionnelle et complexe, les types de préhenseurs sont plus nombreux que les autres effecteurs finaux. Le préhenseur de doigt en est un exemple. Les préhenseurs à doigts comportent entre deux et six doigts et intègrent des fonctions similaires à celles d’une main humaine.

Parmi les autres préhenseurs, l’on peut citer les “préhenseurs à vide”, les “préhenseurs magnétiques” et les “préhenseurs à aiguille”. De de nouvelles technologies sont constamment mises au point.

L’on peut donc constater  le développement de cette technologie dans un large éventail de domaines, ne serait-ce que pour les effecteurs finaux.

Comment choisir un effecteur final

Les robots industriels peuvent faire presque tout ce qui peut être fait avec des machines motorisées, comme le soudage et la peinture. Au fur et à mesure de l’évolution des robots industriels, des effecteurs finaux ont été développés pour s’adapter aux utilisations requises. Une grande variété est disponible pour répondre à de nombreux besoins. Cependant, un seul effecteur final ne peut répondre à toutes les exigences. Par conséquent, lorsqu’un seul robot industriel est responsable de plusieurs processus, un changeur automatique d’outils (ATC) est utilisé : un ATC est un dispositif qui fixe et détache automatiquement les effecteurs finaux du robot. L’ATC permet au robot de passer d’un effecteur terminal à l’autre en fonction de la situation. Bien que la commutation prenne du temps, elle peut être adaptée à un large éventail de tâches.

Les effecteurs finaux sont ainsi conçus pour faire face à toutes les situations et peuvent donc être utilisés pour une grande variété d’activités, en tenant compte des performances requises et de la résistance à l’environnement.

De plus, le projet national “Development and practical application of sensor-rich flexible end-effector systems for CPS construction”, ou Développement et application pratique de systèmes d’effecteurs flexibles riches en capteurs pour la construction de CPS, dirigé par le Cabinet Office depuis 2018, est traité dans le cadre du programme d’innovation stratégique (SIP) sous la recherche de l’université Ritsumeikan.

L’objectif de cette recherche est d’éviter la génération de forces importantes entre le robot et l’objet en rendant l’effecteur final flexible, et d’obtenir des informations telles que la “viscoélasticité” et la “friction” de l’objet et de l’environnement, qui ne peuvent être obtenues à partir d’images.

L’avenir des effecteurs finaux est prometteur, avec un large éventail de choix car de nouvelles technologies sont constamment développées.

Qu’est-ce qu’une caméra sous-marine ?

Comme son nom l’indique, une caméra sous-marine est un appareil photo capable de prendre des photos sous l’eau. Elle possède les mêmes fonctions que les terrestres ordinaires, comme prendre des photos, enregistrer des vidéos et surveiller.

Étant utilisées sous l’eau, elles doivent être étanches. Ces dernières années, de nombreux appareils photo et smartphones répondant aux normes d’étanchéité et capables de faire les mêmes choses que les appareils photo étanches ont été commercialisés. Toutefois, plus l’eau est profonde, plus la pression de l’eau est importante et plus vous essayez d’utiliser l’appareil photo longtemps, plus le boîtier de l’appareil photo et le processus d’imperméabilisation sont sollicités. Par conséquent, si l’appareil photo est placé dans un environnement plus difficile que celui stipulé dans la norme, l’étanchéité ne pourra pas résister à l’eau et l’appareil photo sera inondé. Les caméras sous-marines sont spécialement conçues pour être étanches : elles sont donc imperméabilisées pour résister à des environnements plus difficiles que les appareils photo étanches et les smartphones.

Utilisations des caméras sous-marines

Les caméras sous-marines sont utilisées pour la photographie, l’enregistrement vidéo et la surveillance et sont souvent utilisées dans les domaines des loisirs et des hobbies. Par exemple, dans le domaine de la pêche, les caméras permettent de vérifier si des poissons sont présents à un certain endroit en immergeant la caméra dans l’eau et en filmant depuis le rivage ou sur un bateau de pêche. De même, lors de la plongée sous-marine, une caméra sous-marine est utilisée pour prendre des photos du paysage sous-marin. Certains d’entre vous ont peut-être vu des images de travailleurs entrant dans des aquariums et filmant les poissons de près. Dans de telles situations, ils s’agit également de caméras sous-marines.

Elles sont également employées à des fins de recherche. Les universités et les coopératives de pêche prennent l’initiative de mener des études et des recherches sur les fonds marins et les ressources halieutiques autour des récifs de pêche dans l’ensemble du pays. Les caméras sous-marines ont également joué un rôle majeur dans le domaine de la recherche sur les fonds marins et sous-marins lors du grand tremblement de terre de l’est du Japon.

L’utilisation de ces caméras est également en plein essor dans les secteurs industriels. Dans le secteur de la pêche, par exemple, elles sont utilisées pour la gestion des navires, notamment pour l’inspection des quais d’aquaculture et des filets fixes, ainsi que pour l’inspection du fond des navires. Dans le secteur de la construction, elles sont utilisées pour les contrôles subaquatiques lors de travaux sous-marins, pour la gestion des installations hydrauliques et des ports, comme l’inspection des barrages et des quais, et pour les études préliminaires aux travaux de dragage et aux travaux portuaires.

Étanchéité des caméras sous-marines

La norme d’étanchéité “IPX” a été adoptée au niveau international. IPX est spécifié en neuf niveaux, de IPX0 à IPX8. Plus le chiffre est élevé, plus la résistance à l’eau est importante. Toutefois, la mention IPX8 “peut être utilisé sous l’eau” n’est pas claire et il n’existe pas de méthodes d’essai spécifiques ; étant donné que l’appareil est reconnu comme IPX8, il est supposé avoir passé le test IPX7 de 15 cm à 1 m sous la surface pendant 30 minutes. Il n’y a cependant aucun moyen de savoir dans quel type d’environnement il peut être utilisé au-delà de cette limite. Pour résoudre ce problème, la plupart des fabricants de caméras sous-marines effectuent leurs propres tests sur la profondeur de l’eau et la durée d’utilisation de la caméra, en supposant l’environnement dans lequel elle sera utilisée, et indiquent les environnements dans lesquels elle peut être utilisée. Certains produits comportent des composants supplémentaires pour augmenter les performances d’étanchéité de la caméra sous-marine, puisque les performances d’étanchéité de la caméra ne sont pas suffisantes. Lors du choix d’une caméra sous-marine, il est nécessaire de vérifier si les performances d’étanchéité de la caméra sous-marine résisteront à l’environnement dans lequel elle sera utilisée.

Taille du marché des caméras sous-marines

La taille du marché mondial des caméras sous-marines était évaluée à 5,12 milliards d’euros en 2020 et devrait atteindre 17,04 milliards d’ici 2030, en se développant à un TCAC de 13,90% de 2021 à 2030. (Citation : Global Caméras sous-marines Market by Type (Digital Single Lens Reflex [DSLR], Mirrorless, Compact), Distribution Channel (Online, Offline), Application (Personal, Commercial) Market Opportunity Analysis and Industry Forecast (2021-2030).

Points à prendre en considération lors du choix d’une caméra sous-marine

La pression de l’eau est un point à prendre en compte dans le choix des caméras sous-marines. La pression de l’eau augmente d’une pression atmosphérique par 10 m de profondeur. C’est un problème particulier lorsque la caméra est utilisée en eaux profondes, par exemple pour des enquêtes de sauvetage ou des recherches et études sous-marines sur les fonds marins, et qu’elle doit être étanche.

En outre, plus l’eau est profonde, plus elle est sombre et plus il faut de lumière. L’alimentation électrique nécessaire pour faire fonctionner l’éclairage et la caméra pose également problème. Les caméras sous-marines sont imperméabilisées à l’extérieur du mécanisme de l’appareil photo. Cela signifie que l’intérieur ne peut être ouvert sous l’eau et que la batterie ne peut être remplacée. La batterie limite la durée d’utilisation de l’appareil et celui-ci doit être alimenté en permanence par une source externe s’il doit être utilisé pendant de longues périodes.

Parmi les autres problèmes, citons le fait que les signaux radio deviennent pratiquement inutilisables. Les ondes radio que nous utilisons sur terre s’atténuent bien plus sous l’eau que dans l’air : les ondes radio à haute fréquence utilisées pour le Wi-Fi et la téléphonie mobile s’atténuent quelques centimètres après avoir pénétré dans l’eau et ne sont plus accessibles. Avec les caméras normalement utilisées sur terre, il est facile de vérifier les images prises en temps réel via le Wi-Fi ou d’autres moyens. Sous l’eau, en revanche, une connexion filaire est nécessaire pour transmettre les images en temps réel.

Utilisations industrielles des caméras sous-marines

Le terme “sous-marin” signifie simplement que l’environnement diffère entre la mer et les lacs, et qu’il doit être adapté en conséquence. En particulier, l’environnement dans lequel les caméras sous-marines sont utilisées pour des utilisations industrielles est souvent complexe. Il n’est pas rare de se tromper en choisissant simplement un produit disponible dans le commerce. Cependant, en choisissant la bonne caméra sous-marine, l’on peut remplacer ce que les plongeurs faisaient auparavant avec danger, ou leur permettre de vérifier des profondeurs plus importantes et d’effectuer des inspections plus longues là où ils ne pouvaient aller. Ces dernières années, avec le développement de techniques de traitement et de matériaux spéciaux, les caméras sous-marines sont utilisées non seulement sous l’eau, mais aussi dans des cuves de produits chimiques, dans des fours de fusion et ailleurs. Si vous envisagez d’utiliser des caméras sous-marines à des fins industrielles, adressez-vous à des fabricants spécialisés.

Qu’est-ce que  le laiton ?

Le laiton est un alliage de zinc et de cuivre Avec le bronze, il est l’un des alliages de cuivre les plus courants et présente diverses nuances d’acier en fonction de ses proportions et de sa composition métallique. Outre la composition la plus courante, le laiton 65/35 avec 65 % de cuivre et 35 % de zinc, il existe divers types de laiton, dont le laiton 73, également connu sous le nom de laiton jaune, le laiton rouge, avec une teneur en zinc de 5 à 20 %, le laiton naval, avec une petite quantité d’étain ajoutée, le laiton 64, le laiton de décolletage et le laiton de forge. Différents types de laiton sont utilisés, en fonction de l’usage auquel ils sont destinés.

L’histoire du laiton est longue, puisque son utilisation dans les pièces de monnaie et les armes remonte aux alentours du 20e siècle avant notre ère. Cela est dû à l’aspect doré du laiton, à sa facilité de traitement, à sa résistance à la corrosion et à sa grande rigidité. C’est encore aujourd’hui un alliage important utilisé dans un large éventail de secteurs.

Utilisations du laiton

Le Laiton est un alliage aux utilisations très variées, car ses propriétés varient considérablement en fonction de sa proportion de métal et du type de métal ajouté. Les qualités relativement tendres, dont la teneur en zinc est inférieure à 15 %, sont utilisées pour les pièces de monnaie, les médailles, les attaches et les bijoux. Dans les applications familières, de nombreux instruments en laiton sont fabriqués à partir de laiton, et le mot “laiton” dans le nom de la fanfare est dérivé du nom anglais pour “brass”. Les qualités d’acier ayant une teneur en zinc de 15 % ou plus sont utilisées dans une variété d’applications, en fonction de l’équilibre entre la résistance, la ductilité et l’élasticité, mais les applications typiques comprennent les articles ménagers, les pièces automobiles et marines, les boulons et les écrous.

Il est également utilisé dans les connecteurs et les douilles, en raison de sa conductivité électrique élevée, dans les équipements électriques et les instruments automobiles, en raison de ses propriétés non magnétiques, et dans les échangeurs de chaleur, en raison de sa conductivité thermique élevée. Parmi les laitons additionnés d’éléments autres que le zinc et le cuivre, appelés laitons spéciaux, le laiton naval additionné d’étain est utilisé pour les navires et les arbres en raison de son excellente résistance à l’eau de mer, tandis que le laiton de décolletage additionné de plomb est utilisé pour les engrenages, les vis et d’autres applications nécessitant des opérations d’usinage.

Caractéristiques du laiton

Le laiton étant un alliage de zinc et de cuivre, ses caractéristiques varient en fonction de la proportion de métal et du type de métal ajouté. En général, plus la teneur en zinc est élevée, plus le laiton devient jaunâtre et dur, mais il est aussi plus cassant et plus cher. Quelle que soit la proportion de métal, le laiton présente également les caractéristiques suivantes : haute conductivité électrique, haute conductivité thermique, non magnétique et facile à plaquer.

Une autre caractéristique est son excellente aptitude à la forge à chaud. Cela est dû au point de fusion relativement bas du laiton, qui en fait un alliage plus facile à couler que d’autres alliages tels que le bronze. Le point de fusion du laiton est d’environ 900°C, ce qui signifie que des traitements complexes peuvent être effectués à des températures relativement basses, qu’il s’agisse de forgeage ou de moulage.

Il possède également une excellente ductilité, ce qui le rend facile à travailler par battage et étirement. Il est amagnétique, ce qui facilite son recyclage et son tri, il peut être utilisé pour des outils dans des endroits où des matières dangereuses sont manipulées car il ne produit pas d’étincelles lorsqu’il est battu. Enfin, il possède une résistance à la corrosion relativement élevée et résiste à la rouille.

Qu’est-ce que le bronze ?

Le bronze est un alliage composé principalement de cuivre auquel ont été ajoutés des éléments tels que l’étain.

Il est également appelé bronze. On dit que c’est le plus ancien alliage de cuivre connu de l’homme, et le nom de bronze est couramment utilisé pour les alliages qui ne contiennent pas d’étain (bronze d’aluminium, bronze de béryllium, etc.), et est parfois utilisé comme synonyme des alliages de cuivre.

Les caractéristiques varient en fonction du rapport entre le cuivre et l’étain et des éléments ajoutés. Parmi les exemples les plus connus, on peut citer le bronze à canon, dans lequel de petites quantités d’étain, de zinc et de plomb sont ajoutées au cuivre ; le bronze phosphoreux, dans lequel une petite quantité de phosphore est ajoutée ; et le bronze au plomb, dans lequel environ 10 % d’étain et de plomb sont ajoutés chacun.

Utilisations du bronze

Le bronze est le plus ancien alliage de cuivre connu de l’humanité, et ses utilisations varient considérablement d’une période à l’autre. Dans l’historiographie, le nom de bronze est officiellement utilisé, comme dans “âge du bronze”.

On dit aussi qu’il a été l’alliage le plus utilisé par l’homme jusqu’à la diffusion du fer, et qu’il a servi d’arme et de produit en métal précieux. Même après la diffusion du fer, il est encore largement utilisé pour les bâtiments, les statues et les pièces de monnaie en raison de sa grande résistance à la corrosion et de sa bonne maniabilité.

Le bronze phosphoreux, auquel on a ajouté du phosphore, possède des propriétés améliorées telles que la solidité, la dureté, la résistance à l’usure et l’élasticité par rapport au bronze normal, et il est utilisé dans un large éventail d’applications allant des composants électroniques aux articles de la vie quotidienne.

Un autre exemple familier de l’utilisation du bronze est celui des pièces de 10 yens. Ce matériau est composé de 95% de cuivre, de 1-2% d’étain et de 3-4% de bronze de zinc. Le bronze est également utilisé dans une grande variété de statues et de bâtiments en bronze, notamment le Grand Bouddha du temple Todaiji à Nara.

Structure du bronze

Le bronze est un alliage de cuivre et d’étain, et ses caractéristiques varient en fonction de la proportion de métaux et des espèces métalliques ajoutées. Une faible teneur en étain lui donne une couleur rouge-bronze, une forte teneur en étain lui donne une couleur dorée, tandis que le ton de la couleur passe au blanc argenté lorsqu’une certaine quantité d’étain est ajoutée.

Le bronze ordinaire pratique, sauf pour l’utilisation dans les pièces de monnaie, peut être utilisé en tant que matériau corroyé laminé présentant une élasticité et une résistance à la corrosion, avec des ajouts d’étain inférieurs à 10 %. L’ajout d’une petite quantité de zinc ou de plomb améliore la coulabilité et est utilisé pour les pièces moulées de machines résistantes à la corrosion.

En particulier, le bronze phosphoreux fabriqué en éliminant l’agent phosphoreux utilisé comme agent désoxydant présente des propriétés supérieures à celles du bronze ordinaire, avec une solidité et une résistance à l’usure qui seraient du même ordre que celles de l’acier, en fonction de l’écrouissage, ainsi qu’une excellente résistance à la fatigue.

Son élasticité est comparable à celle du cuivre pur, tandis que sa ténacité est trois fois supérieure, ce qui en fait un excellent matériau pour les ressorts. Il est également utilisé dans un grand nombre d’autres applications en raison de sa conductivité électrique et thermique élevée, de ses propriétés amagnétiques et d’une certaine résistance à la corrosion.

Comment choisir le bronze ?

1. Le bronze à canon

Très résistant, il était utilisé pour les canons. Il présente une excellente résistance à l’érosion et à l’usure et est facile à couler. Les compteurs d’eau et les vannes sont connus pour être utilisés pour les déchets de bronze. Il est généralement composé de 85 % de cuivre, 5 % d’étain, 5 % de zinc et 5 % de plomb.

2. Copeaux de bronze à canon

Il s’agit de la poudre de darai provenant du métal à canon. On l’appelle également poudre de bronze à canon ou poudre de bronze à canon darai.

3. Bronze au plomb

Le bronze au plomb se compose de 77 à 81 % de cuivre, de 9 à 11 % d’étain, de 9 à 11 % de plomb et de moins de 1 % de nickel. Le point de fusion est bas car le plomb est difficilement soluble dans le cuivre, et la ségrégation et la ségrégation inverse sont susceptibles de se produire. En revanche, il présente une excellente coulabilité et usinabilité et convient pour les matériaux de support.

4. Bronze phosphoreux

Le bronze phosphoreux est désoxydé par l’ajout d’une petite quantité de phosphore pendant la fusion et la coulée, ce qui améliore également l’écoulement du métal en fusion et donc la coulabilité. Il possède d’excellentes propriétés de résistance et d’élasticité et peut être utilisé comme matériau pour les appareils électriques. Il contient généralement 4 à 10 % d’étain, moins de 0,35 % de phosphore et le reste de cuivre.

Types de bronze

Le bronze d’aluminium, le bronze de nickel, le bronze de manganèse et le bronze de silzine sont des alliages de cuivre. Les bronzes d’aluminium, par exemple, contiennent 77,0-92,5 % de cuivre, 6,0-12,0 % d’aluminium, 1,5-6,0 % de fer, jusqu’à 7,0 % de nickel et jusqu’à 2,0 % de manganèse. C’est pourquoi le bronze normal, qui est composé d’étain et de cuivre, est parfois appelé bronze à l’étain. Cependant, les alliages de cuivre récemment développés, tels que le cuivre au chrome, le cuivre au titane et le cuivre au zirconium, ont le cuivre dans leur nom.

À l’origine, le cuivre au béryllium était parfois appelé bronze au béryllium. Le bronze phosphoreux est un bronze au sens habituel du terme, puisqu’il contient de l’étain.

Qu’est-ce qu’un alliage de cuivre ?

Les alliages de cuivre sont des métaux dans lesquels d’autres éléments sont ajoutés au cuivre, qui en est le composant principal.

Le bronze, un type d’alliage de cuivre, est utilisé par l’humanité depuis l’Antiquité, avec l’or et l’argent, et on dit qu’il est utilisé depuis environ 7 000-8 000 ans avant notre ère. Le cuivre lui-même, le composant principal, possède toute une série d’excellentes propriétés.

En alliant le cuivre à un ou plusieurs éléments, il est possible de lui conférer des propriétés encore plus variées. Aujourd’hui, de nombreux types d’alliages de cuivre sont produits, notamment le bronze et le laiton, ce qui en fait l’un des matériaux métalliques les plus utilisés dans le même large éventail de domaines que les matériaux en acier.

Utilisations des alliages de cuivre

Les alliages de cuivre sont largement utilisés non seulement dans l’industrie, mais aussi dans notre environnement quotidien, en raison de la grande variété de types et de propriétés. L’exemple le plus familier est celui des pièces de monnaie japonaises qui, à l’exception de la pièce d’un yen, sont toutes fabriquées à partir d’alliages de cuivre.

• Le laiton
  Instruments en laiton, poignées de porte, roulements, accessoires, etc.
• Le bronze
  Accessoires, pièces de monnaie, bâtiments, statues en bronze, etc.
• Bronze blanc
  Vaisselle, pièces de monnaie, instruments médicaux, pièces de machines, etc.

Le bronze blanc a de nombreux usages où la propreté est requise. Il est également utilisé comme substitut de l’argent. Le cuivre et les alliages de cuivre ont une conductivité électrique et thermique très élevée, c’est pourquoi ils sont souvent utilisés pour les connecteurs et les interrupteurs à relais dans les domaines de l’électricité et des télécommunications, et dans l’électroménager, ils sont souvent utilisés pour les ustensiles de cuisine.

Les alliages de cuivre ont également une excellente résistance à l’eau de mer. Ils sont donc également utilisés dans les vis, les arbres et les pompes des navires.

Propriétés du cuivre

Le cuivre est un métal de transition dont le symbole est Cu et le numéro atomique 29. Dans la nature, le cuivre peut se présenter sous la forme d’un élément unique, mais il est principalement produit sous la forme de minerai de cuivre. Les principales propriétés du cuivre sont les suivantes

1. La conductivité électrique

Le cuivre est un très bon conducteur électrique. C’est pourquoi il est largement utilisé dans les applications où l’électricité est efficacement conduite, telles que les fils, les câblages et les équipements électroniques.

2. Conductivité thermique

Le cuivre est un bon conducteur de chaleur. En raison de sa conductivité thermique élevée, il est également utilisé dans les composants conducteurs de chaleur tels que les équipements de climatisation et de chauffage et les ustensiles de cuisine.

3. Résistance à la corrosion

Le cuivre forme un film d’oxyde dans l’air, qui protège la surface. Cela augmente sa résistance à la corrosion et le rend relativement résistant à la corrosion dans de nombreux environnements.

4. Plasticité et ductilité

Le cuivre est très plastique et ductile et peut être facilement travaillé, façonné et forgé par chauffage. Ces propriétés sont utilisées dans la fabrication d’une large gamme d’objets artisanaux et de produits.

5. Propriétés antibactériennes

Les surfaces en cuivre sont connues pour leur activité antimicrobienne contre certains micro-organismes, et cette propriété a été utilisée dans des applications telles que le contrôle des infections.

Les alliages de cuivre sont fabriqués en ajoutant d’autres métaux au cuivre. Outre les propriétés du cuivre, ils possèdent également les propriétés d’autres métaux. Ils sont donc plus solides et plus résistants à la corrosion que le cuivre.

Types d’alliages de cuivre

Les types d’alliages de cuivre sont extrêmement nombreux et diversifiés. En effet, le cuivre, son principal composant, est très fusible et se combine facilement avec un grand nombre d’éléments. En fonction des éléments ajoutés, les excellentes propriétés intrinsèques du cuivre peuvent être encore renforcées ou ses propriétés mécaniques, telles que la dureté et la résistance, peuvent être améliorées.

Bien qu’il existe de nombreux types d’alliages de cuivre, ils peuvent être classés en plusieurs catégories en fonction de leur composition. Les alliages de cuivre typiques sont.

1. Le laiton

Alliage de couleur dorée constitué d’une combinaison de cuivre et de zinc, c’est l’alliage de cuivre le plus couramment utilisé. Les laitons courants ont un rapport cuivre/zinc compris entre 60 et 90 %.

L’ajout de zinc rend le laiton plus dur et plus résistant que le cuivre. Il est également facile à traiter et à former et est donc souvent utilisé comme matériau de moulage.

2. Bronze

Alliage composé principalement de cuivre et d’étain. Il est utilisé par l’homme depuis l’Antiquité. Le bronze commun est composé de 80 à 90 % de cuivre et de 10 à 20 % d’étain.

Il a une bonne fluidité et convient à la fonte. À l’origine, le terme désigne les alliages composés de cuivre et d’étain, mais il existe également des alliages de cuivre sans étain, tels que les bronzes d’aluminium et les bronzes de manganèse. Pour les distinguer, on les appelle souvent bronzes à l’étain. Plus la quantité d’étain ajoutée est importante, plus la dureté est élevée.

3. Le cuivre blanc

Également connu sous le nom de cupronickel, il s’agit d’un alliage blanc argenté obtenu en ajoutant du nickel au cuivre. Il présente une excellente résistance à la corrosion et à l’eau de mer. Il possède une grande ténacité et ne perd pas sa résistance dans des conditions de température relativement élevées.

4. Alliages de cuivre élevés

Groupe d’alliages de cuivre dont la teneur en cuivre est plus élevée que celle des autres alliages de cuivre, principalement pour améliorer les propriétés mécaniques tout en conservant les excellentes propriétés inhérentes au cuivre. Le cuivre au béryllium, l’un des alliages de cuivre à haute teneur, présente la résistance la plus élevée de tous les alliages de cuivre.

Qu’est-ce que l’oxyde de cuivre ?

L’oxyde de cuivre est, comme son nom l’indique, le résultat de l’oxydation du cuivre.

Il existe deux types d’oxyde de cuivre : l’oxyde de cuivre (I) et l’oxyde de cuivre (II). L’oxyde de cuivre (I) est obtenu par réduction d’une solution aqueuse avec la solution de Fehling. L’oxyde de cuivre (II), quant à lui, peut être obtenu en chauffant au rouge des morceaux de cuivre dans l’air.

Utilisations de l’oxyde de cuivre

1. Oxyde de cuivre (I)

L’oxyde de cuivre (I) est utilisé pour les redresseurs, les pigments rouges et les glaçures rouges, les matières premières pour les fongicides et les pesticides, ainsi que pour les peintures de fond de navire et d’eau de mer, les peintures antisalissures pour les filets de pêche et le pigment rouge pour le verre. Les peintures à l’oxyde de cuivre (I) sont appliquées sur le fond des navires pour empêcher les bernacles d’adhérer au fond du navire, réduisant ainsi la consommation de carburant.

Traditionnellement, on utilisait des composés organiques d’étain hautement toxiques, mais depuis quelques années, on utilise des peintures de fond de navire à base d’oxyde de cuivre (I) qui sont respectueuses de l’environnement. Il est également utilisé comme catalyseur pour les cellules photoélectriques, la stérilisation des semences, la production de résines synthétiques et d’enzymes.

2. Oxyde de cuivre (II)

L’oxyde de cuivre (II) est utilisé comme agent oxydant puissant dans les réactifs, les catalyseurs et les pigments pour l’analyse des éléments organiques et l’analyse des gaz, ainsi que dans les glaçures céramiques et les colorants vert-bleu pour le verre. Il est particulièrement connu comme matière première du bleu de phtalocyanine, un pigment bleu au pouvoir colorant particulièrement clair et puissant.

Il est également utilisé dans les dispositifs à semi-conducteurs et les produits chimiques de placage. Il est également utilisé dans la fabrication de peintures, de rayonne, de sels de cuivre, de polis pour verre optique, de produits agrochimiques et comme matière première pour les produits de préservation du bois. Lorsque des céramiques sont cuites par réduction avec une glaçure contenant de l’oxyde de cuivre (II), l’oxyde de cuivre (II) est réduit en oxyde de cuivre (I), ce qui donne une couleur rouge.

Caractéristiques de l’oxyde de cuivre

1. Oxyde de cuivre (I)

L’oxyde de cuivre (I), également connu sous le nom d’oxyde cuivreux, d’oxyde de cuivre rouge ou de sous-oxyde de cuivre, est une poudre rouge dont la formule chimique est Cu2O. Il est stable lorsque l’air est sec, mais s’oxyde progressivement en oxyde de cuivre (II) lorsque l’humidité est élevée.

Il a un poids moléculaire de 143,08, une densité de 5,88, un point de fusion de 1 235°C, un point d’ébullition de 1 800°C et perd de l’oxygène au point d’ébullition. Il est soluble dans l’acide chlorhydrique, l’eau de chlorure d’ammonium et l’eau ammoniacale, mais pas dans l’eau ni dans l’alcool.

2. Oxyde de cuivre (II)

L’oxyde de cuivre (II), également connu sous le nom d’oxyde de cuivre noir, est une poudre ou un grain noir dont la formule chimique est CuO. On le trouve dans les minerais naturels de cuivre noir. Lorsque la poudre de cuivre est chauffée dans de l’oxygène, de l’oxyde de cuivre (II) se forme, ce qui donne une poudre noire amorphe.

Il a un poids moléculaire de 79,55, une densité de 6,31, un point de fusion de 1 026°C et est soluble dans l’acide chlorhydrique, l’eau de chlorure d’ammonium et l’eau d’ammoniaque. Il est également soluble dans les solutions alcalines d’hydroxyde et les solutions aqueuses sont de couleur bleue. Il n’est pas nécessaire dans l’eau ou l’alcool.

Autres informations sur l’oxyde de cuivre

1. Oxyde de cuivre et réduction

Les principes d’oxydation et de réduction du cuivre et de l’oxyde de cuivre peuvent être vérifiés par l’expérience. Lorsque la poudre de cuivre est chauffée à l’aide d’un brûleur à gaz, par exemple, elle devient un solide noir. Il s’agit de l’oxyde de cuivre (II) CuO. Lorsque le cuivre est chauffé, il réagit avec l’oxygène de l’air pour former l’oxyde de cuivre. Le cuivre perd alors toutes ses propriétés, telles que son éclat métallique et sa conductivité électrique et thermique.

L’oxyde de cuivre peut alors être retransformé en son cuivre d’origine par réduction. Il existe plusieurs méthodes, mais celle qui utilise le carbone consiste à placer de l’oxyde de cuivre et de la poudre de carbone dans un tube à essai et à le chauffer à l’aide d’un brûleur à gaz pour faire apparaître du cuivre à l’éclat métallique. Le carbone se combine à l’oxygène de l’oxyde de cuivre pour former du dioxyde de carbone, laissant apparaître le cuivre.

Dans la méthode à l’hydrogène, un tube à essai est rempli d’hydrogène et de l’oxyde de cuivre chauffé à haute température y est placé, ce qui permet d’obtenir un cuivre brillant. L’hydrogène se combine à l’oxygène de l’oxyde de cuivre pour former de l’eau, laissant le cuivre. De petites gouttelettes d’eau peuvent être observées sur la paroi intérieure de l’éprouvette. L’affinage du cuivre est une technologie industrielle qui utilise la réaction de réduction de l’oxyde de cuivre. Le minerai de cuivre contient de nombreuses impuretés, il est donc fondu au moyen d’un processus de réduction.

2. Méthodes de production de l’oxyde de cuivre

Oxyde de cuivre (I)

• Méthode de l’électrolyse
  Lorsque des plaques de cuivre munies d’électrodes positives et négatives sont électrolysées dans une saumure à 50 °C, il se forme du chlorure cuivreux du côté de la cathode, qui est transformé en oxyde de cuivre (I) par l’hydroxyde de sodium produit du côté de la cathode.
• Procédés chimiques
  L’Oxyde de cuivre (I) est également formé en ajoutant un agent réducteur et une solution alcaline telle qu’une solution d’hydroxyde de sodium à une solution de chlorure de cuivre (II) contenant du sel.

Oxyde de cuivre (II)

• Méthode d’oxydation thermique
  L’oxyde de cuivre (II) est obtenu en chauffant l’oxyde de cuivre (I), le tréfilage de cuivre ou la poudre de cuivre à 400-600°C dans un lit fluidisé ou un lit mobile, en l’oxydant, en le broyant et en le classant.
• Procédés chimiques
  Les composés de cuivre tels que le chlorure de cuivre, le sulfate de cuivre et le nitrate de cuivre sont décomposés par chauffage à plus de 500°C, puis broyés et classés.
• Procédé humide direct
  Des solutions de composés de cuivre tels que le chlorure de cuivre(II), le sulfate de cuivre(II) et le nitrate de cuivre(II) sont chauffées à 80-100°C et rendues très alcalines par une solution alcaline pour produire de l’oxyde de cuivre, qui est ensuite lavé, séché et broyé.
• Procédé indirect par voie humide
  Les solutions de composés de cuivre tels que le chlorure de cuivre, le sulfate de cuivre et le nitrate de cuivre sont amenées à une température proche de la température ambiante et neutralisées par une solution alcaline pour produire de l’hydroxyde de cuivre ou du carbonate de cuivre, qui est ensuite décomposé en le chauffant à plus de 500°C, puis broyé et classé.

Qu’est-ce l’acier au carbone ?

L’acier au carbone est un type de matériau en acier dans lequel du carbone est ajouté au composant principal, le fer.

Outre le fer et le carbone, la composition comprend des éléments tels que le manganèse, le silicium, le phosphore et le soufre. La teneur en carbone détermine les propriétés de l’acier, c’est pourquoi on l’appelle acier au carbone.

Le fer pur, qui ne contient pratiquement pas de carbone ou d’autres éléments (moins de 0,02 % de teneur en carbone), est très mou et ne convient pas à une utilisation pratique : l’ajout de carbone améliore sa dureté et sa résistance. L’acier au carbone est un matériau qui exploite ces propriétés. En ajustant la teneur en carbone, il est possible d’obtenir un acier au carbone dont les propriétés sont adaptées à l’utilisation prévue.

Utilisations de l’acier au carbone

L’acier au carbone, comme l’acier allié, est utilisé dans toutes sortes de structures, de composants de machines et d’objets de la vie courante. Les propriétés mécaniques de l’acier au carbone dépendent de sa teneur en carbone, qui varie considérablement en fonction du traitement thermique.

C’est pourquoi il dispose d’un large éventail d’utilisations en tant que matériau métallique. Il existe tellement de types d’aciers au carbone et d’aciers alliés qu’ils sont classés en fonction de leur teneur en carbone, de l’usage auquel ils sont destinés, de leur résistance et de leur composition, et sont normalisés comme d’autres produits industriels. Les aciers au carbone, en particulier, sont moins chers que les aciers alliés et devraient donc être le premier matériau à considérer lors du choix des matériaux en acier.

Caractéristiques de l’acier au carbone

En règle générale, les matériaux en acier dont la teneur en carbone est comprise entre 0,02 % et 2,14 % sont appelés “acier au carbone”. Plus la teneur en carbone augmente, plus la dureté et la résistance à la traction augmentent. En revanche, il devient plus fragile et moins allongé, ce qui se traduit par une résistance aux chocs et une maniabilité moindres.

Outre l’ajustement de la teneur en carbone, les propriétés peuvent être modifiées par un traitement thermique. Les principales méthodes de traitement thermique sont le recuit, le revenu et la trempe.

Parmi les composants autres que le fer contenus dans l’acier au carbone, le carbone, le manganèse, le silicium, le phosphore et le soufre en particulier sont appelés les cinq éléments majeurs. Les éléments autres que le carbone ne sont souvent pas ajoutés intentionnellement, mais ne sont pas enlevés au cours de la fabrication.

Le silicium améliore la résistance à la traction, le manganèse améliore la ténacité et la trempabilité. Le phosphore réduit la ténacité à basse température et le soufre réduit la ténacité à haute température ; il est donc conseillé de réduire autant que possible la teneur en ces éléments.

Types d’acier au carbone

Il existe plusieurs façons de classer les aciers au carbone, comme indiqué ci-dessous.

1. Classification selon la teneur en carbone

En fonction de la teneur en carbone, les aciers au carbone sont classés en acier au carbone bas (0,02%-0,25%), acier au carbone moyen (0,25%-0,6%) et acier au carbone haut (0,6%-2,14%). Étant donné qu’ils sont utilisés dans un large éventail de secteurs, les aciers à faible et moyen carbone en particulier sont également désignés collectivement sous le nom d’acier ordinaire.

2. Classification par dureté

En fonction de la dureté, l’acier est globalement classé en deux catégories : l’acier doux et l’acier dur. En termes de teneur en carbone, l’acier doux correspond généralement à 0,18 % à 0,3 %, tandis que l’acier dur correspond à 0,3 % à 1,0 %.

Plus finement, l’on parle parfois d’acier ultra-doux (inférieur à 0,12 %), d’acier doux (0,12 % à 0,2 %), d’acier mi-doux et mi-dur (0,2 % à 0,45 %), d’acier dur (0,45 % à 0,8 %) et d’acier le plus dur (0,8 % à 1,7 %). Les aciers doux et durs se distinguent par leur résistance à la trempe.

L’inconvénient de l’acier doux est qu’il a une faible teneur en carbone, de sorte que la trempe a peu d’effet. En revanche, il présente l’avantage de pouvoir être soudé en raison de sa résistance à la trempe.

3. Classification selon la désignation JIS

Sur le plan industriel, l’acier est classé en fonction de sa composition, de ses propriétés mécaniques et des désignations (symboles).

• Tôle d’acier laminée à froid (Matériau Spc)
  Acier au carbone dont la teneur en carbone est inférieure à 0,1 %. C’est le plus tendre des aciers au carbone transformés en tôles et il est facile à mettre en œuvre, mais il ne convient pas pour les composants porteurs.
• Acier laminé de construction général (Acier Ss)
  L’acier inoxydable est utilisé non seulement à des fins structurelles, mais aussi pour des pièces de machines, car il est peu coûteux, polyvalent et facile à travailler. Il ne se prête pas au traitement thermique et doit donc être utilisé sans traitement. Une nuance d’acier typique est l’acier SS 400.
• Acier au carbone pour la construction de machines (Acier S-C)
  Par rapport à l’acier inoxydable, l’acier S-C présente une dureté et une résistance plus élevées et peut être traité thermiquement, ce qui le rend adapté aux pièces mécaniques telles que les engrenages et les roulements qui nécessitent une résistance mécanique. Les nuances d’acier typiques sont S45C et S50C.
• Acier au carbone pour outils (Matériau SK)
  Acier au carbone dont la dureté et la résistance sont encore plus élevées que celles du matériau S-C, mais dont la dureté diminue à haute température. Il convient principalement aux outils à main qui ne génèrent pas de chaleur.

Qu’est-ce que l’acier sans étain ?

L’acier sans étain est une tôle d’acier à traitement de surface alternatif qui n’utilise pas d’étain. Il se caractérise par l’application d’un traitement électrolytique à l’acide chromique aux tôles d’acier au carbone laminées à froid. Ceci afin de former des couches de chrome métallique et d’oxyde hydraté de chrome sur la couche superficielle. Le traitement électrolytique à l’acide chromique améliore la résistance à la corrosion.

L’acier sans étain a un impact moindre sur l’environnement : il est plus facile à recycler que les tôles d’acier étamées. Il est également relativement peu coûteux par rapport à la tôle d’acier étamée.

Utilisations de l’acier sans étain

1. Conserves

L’acier sans étain est largement utilisé comme matériau pour les conserves. En effet, il possède la durabilité nécessaire pour protéger les aliments de facteurs tels que l’oxygène et l’humidité pendant leur stockage.

2. Composants électroniques

L’acier sans étain est utilisé en feuilles minces dans les composants électroniques. La raison en est qu’il possède à la fois la flexibilité et la conductivité du métal.

3. Matériaux de construction

L’acier sans étain est parfois utilisé comme matériau de construction dans les toitures, les murs, les bardages et les égouts de toit. Les raisons en sont la solidité, la durabilité et l’aspect esthétique.

4. Composants de véhicules

L’acier sans étain sert largement de matériau pour les pièces de véhicules.

5. Produits ménagers

L’acier sans étain peut être utilisé dans les produits ménagers, par exemple les ustensiles de cuisine, la vaisselle, les jouets, les poubelles, les machines à laver et les sèche-linge.

Caractéristiques de l’acier sans étain

1. Résistance à la corrosion

L’acier sans étain est protégé contre la rouille et la corrosion par un traitement électrolytique à l’acide chromique, qui forme une couche d’oxyde hydraté de chrome à la surface. La couche d’oxyde hydraté de chrome est très dure et chimiquement stable et se caractérise donc par une excellente résistance à la corrosion. La couche d’oxyde de chrome hydraté améliore également l’adhérence de la peinture.

Le traitement électrolytique à l’acide chromique est une méthode de traitement qui forme une couche d’oxyde hydraté de chrome à la surface du fer et de l’acier. Ce traitement forme une couche d’oxyde hydraté de chrome dure et chimiquement stable sur la surface du fer ou de l’acier, qui protège la surface.

2. Adhérence de la peinture

Une couche d’oxyde hydraté de chrome est formée à la surface de l’acier sans étain par traitement électrolytique à l’acide chromique. La couche d’oxyde hydraté de chrome est très dure et chimiquement stable, ce qui se traduit par une forte adhérence de la peinture.

La couche d’oxyde hydraté de chrome est formée uniformément, ce qui garantit une application uniforme de la peinture, améliore l’adhérence de la peinture, simplifie le processus de peinture et permet d’obtenir une belle finition. L’acier sans étain est également utilisé pour les surfaces telles que les matériaux de construction et les appareils ménagers :  la peinture ne s’écaille pas facilement et reste belle longtemps après l’application.

3. Résistance mécanique et maniabilité

L’acier sans étain se caractérise par une structure métallurgique de surface fine, une résistance élevée et une bonne usinabilité grâce à l’utilisation de bobines laminées à froid. Il est donc facile à former et à transformer et est utilisé dans une large gamme d’utilisations telles que les pièces automobiles et les matériaux de construction.

4. Faible impact sur l’environnement

L’acier sans étain se caractérise par son faible impact sur l’environnement car il n’utilise pas d’étain et ne contient pas de substances toxiques telles que le plomb et le cadmium. Il convient également au recyclage puisqu’il est réutilisé en tant qu’acier.

5. Résistance à l’eau

L’acier sans étain a une surface étamée, ce qui le rend imperméable à l’humidité et à la moisissure. Il est utilisé dans des utilisations étanches telles que les matériaux de toiture et de murs extérieurs pour améliorer la durabilité et l’habitabilité des bâtiments.

6. Résistance à la chaleur

L’acier sans étain est résistant à la chaleur. La raison en est que la couche d’oxyde hydraté de chrome formée à la surface est chimiquement stable, même à des températures élevées. L’acier sans étain est donc également utilisé pour les récipients alimentaires dans les environnements à haute température tels que les fours et les fours à micro-ondes, ainsi que pour les pièces automobiles qui nécessitent un traitement à haute température.

7. Résistance aux chocs

L’acier sans étain forme des couches de chrome métallique et d’oxyde hydraté de chrome à la surface. La couche d’oxyde d’hydrate de chrome ainsi formée est très dure, chimiquement stable et très résistante à l’usure. En outre, l’utilisation de bobines laminées à froid produit une structure métallurgique superficielle fine, une résistance mécanique élevée et une excellente résistance aux chocs.

Il convient donc également aux produits utilisés dans des environnements où les frottements et les chocs sont importants, comme les pièces automobiles et les appareils ménagers. Parmi les exemples d’utilisations, l’on peut citer les portières, les capots, les roues et autres pièces des automobiles, ainsi que les boîtiers et les pièces extérieures des appareils ménagers. Il est également employé comme matériau de construction, lorsqu’il est nécessaire de résister à des chocs tels que les tremblements de terre.

8. Résistance à l’abrasion

La couche d’oxyde hydraté de chrome formée à la surface de l’acier sans étain est extrêmement dure et chimiquement stable. Elle se caractérise donc par une excellente résistance à l’usure.

En raison de son excellente résistance à l’usure, l’acier sans étain peut être utilisé pendant de longues périodes dans des environnements présentant des niveaux élevés de frottement et d’usure, tels que les pièces automobiles et les matériaux de construction. Par exemple, dans les pièces automobiles, il peut servir aux pièces d’ouverture et de fermeture telles que les portes et les capots, ainsi que les roues. Dans les matériaux de construction, il est utilisé dans les composants exposés à l’extérieur, tels que les matériaux de toiture et de mur extérieur. Ces matériaux sont exposés à l’environnement naturel, comme le vent, la pluie et les rayons ultraviolets, et nécessitent des matériaux présentant une dureté de surface élevée et une excellente résistance à l’abrasion.

Autres informations sur l’acier sans étain

1. Une large gamme de couleurs

L’acier sans étain peut être coloré par électrolyse en surface pour produire une large gamme de couleurs. Plus précisément, un film d’oxyde est produit par la solution de coloration électrolytique et, en fonction de l’épaisseur du film d’oxyde, la couleur change en raison de l’interférence, de la réflexion et de la réfraction de la lumière.

Le processus de coloration électrolytique de l’acier sans étain produit différentes nuances de couleurs. L’acier sans étain est donc également utilisé dans des situations où la couleur est importante, comme les matériaux de construction et les appareils ménagers.

2. Noircissement résistant à la sulfatation

L’acier sans étain présente généralement une bonne résistance au noircissement par sulfatation. Ceci est dû au fait que l’acier sans étain est traité avec de l’acide chromique électrolytique pour former une couche d’oxyde hydraté de chrome à la surface. La couche d’oxyde d’hydrate de chrome formée agit comme un film protecteur pour empêcher l’apparition du noircissement par sulfatation et protège l’acier sans étain contre le noircissement par sulfatation. Cependant, en fonction de l’environnement et des conditions d’exploitation, le noircissement par le sulfure peut se produire. Un entretien approprié est donc nécessaire.

La décoloration par le sulfure noir, qui se produit dans les boîtes de conserve, est un dépôt brun noirâtre causé par une réaction entre le sulfure d’hydrogène présent dans le matériau de la boîte et les ingrédients alimentaires acides qui remplissent la boîte. Les boîtes de conserve sont fabriquées à partir de matériaux métalliques tels que le fer et l’aluminium, qui contiennent des traces de sulfures. La stérilisation par la chaleur, et autres procédés, acidifie les composants des aliments qui remplissent la boîte. Ils réagissent avec le sulfure d’hydrogène dans ces conditions acides, ce qui donne lieu à des dépôts de sulfure noir.

Qu’est-ce que la spinelle ?

La spinelle est un minéral oxydé composé de magnésium et d’aluminium.

Sa formule chimique est MgAl2O4 et il présente une dureté et une durabilité élevées. La spinelle n’est pas seulement présente à l’état naturel, elle peut également être synthétisée artificiellement. La spinelle synthétisée artificiellement est parfois utilisée pour des applications industrielles. Il est également utilisé dans des applications médicales en raison de sa biocompatibilité élevée.

Il existe de nombreuses variétés de spinelles, notamment la cutrite, le spinelle de chrome et le spinelle de magnésiochrome. Ces minéraux ont une structure de spinelle et sont donc très durables et résistants à la chaleur.

Utilisations de la spinelle

1. céramique.

La spinelle est utilisée comme matériau pour les céramiques en raison de sa capacité à résister à des températures élevées. Les exemples incluent la céramique, la porcelaine, les pièces d’équipement de fabrication de semi-conducteurs et l’équipement optique.

2. matériaux électroniques

La spinelle est utilisée comme substrat pour les matériaux électroniques et comme matériau pour les condensateurs parce qu’elle est un isolant et qu’elle peut également passer les hautes fréquences et les micro-ondes. Les condensateurs sont des dispositifs capables de stocker l’énergie électrique et sont constitués d’un matériau isolant (diélectrique) entre deux électrodes (conducteurs).

3. Catalyseur

La spinelle est utilisée comme catalyseur pour favoriser les réactions chimiques. Les exemples incluent les catalyseurs pour la purification des gaz d’échappement des automobiles et le raffinage du pétrole. Un catalyseur est une substance qui favorise une réaction chimique et réduit l’énergie d’activation nécessaire à la réaction.

4. matériaux optiques

La spinelle est optiquement transparente et est utilisée, par exemple, comme matériau pour les diodes laser. Les diodes laser (LD) sont un type de dispositif semi-conducteur qui convertit les signaux électriques en signaux optiques.

5. bijoux et pigments

La spinelle est utilisée comme pierre précieuse et la spinelle synthétisée artificiellement est vendue sur le marché des pierres précieuses. La spinelle est également utilisée comme pigment et sert à colorer les céramiques et le verre.

6. matériaux magnétiques

Certaines variétés de spinelle sont magnétiques et sont utilisées comme matériau magnétique dans les disques magnétiques et les haut-parleurs.

7. Matériaux réfractaires

La spinelle est utilisée comme matériau réfractaire en raison de sa capacité à résister à des températures élevées. Parmi les exemples d’utilisation, on peut citer les briques réfractaires, les matières premières pour la production de verre, les revêtements réfractaires et les matériaux pour fours industriels.

8. lentilles d’appareil photo

La spinelle est utilisée comme matériau pour les lentilles d’appareils photo en raison de sa transparence optique et de ses excellentes performances optiques.

Propriétés de la spinelle.

1. durabilité

La spinelle est utilisée comme matériau industriel et comme pierre précieuse car elle est extrêmement dure et résistante aux rayures. La spinelle a une structure cristalline formée par des ions d’aluminium et de magnésium partageant des ions d’oxygène. Cette structure cristalline forme des liaisons ioniques très fortes et les forces de liaison importantes sont responsables de sa dureté et de sa durabilité.

2. résistance à la chaleur

La spinelle est utilisée comme matériau pour les réfractaires et les céramiques en raison de sa capacité à résister à des températures élevées. La structure cristalline de la spinelle est très stable, avec une forte liaison ionique et les ions dans la structure cristalline sont très densément emballés.

Par conséquent, la migration ionique et les changements dans la structure cristalline sont moins susceptibles de se produire, même à des températures élevées, et la dilatation thermique est également supprimée. En outre, la structure cristalline de la spinelle est très uniforme et présente peu de défauts, de sorte que la structure cristalline s’effondre rarement, même à des températures élevées, ce qui lui confère une grande durabilité.

3. Résistance à la corrosion

La spinelle est chimiquement stable et résistante aux acides et aux alcalis ; elle est donc utilisée comme matériau pour les catalyseurs et les matériaux optiques. La structure cristalline de la spinelle empêche les attaques extérieures des acides et des alcalis. Elle est également résistante aux températures élevées, empêchant ainsi l’oxydation et la corrosion dues à l’échauffement.

En outre, la composition chimique de la spinelle est également efficace pour résister à la corrosion. La spinelle est constituée d’ions d’aluminium et d’oxygène formant un octaèdre, les ions de magnésium étant coordonnés à l’intérieur de l’octaèdre. Cette structure confère à la spinelle une structure cristalline très dense, qui empêche la pénétration de substances extérieures.

4. propriétés d’isolation électrique

La spinelle est un isolant et peut laisser passer les hautes fréquences et les micro-ondes ; elle est donc utilisée comme substrat pour les matériaux électroniques et comme matériau pour les condensateurs.

La spinelle est un cristal ionique et sa structure cristalline présente une alternance de réseaux d’ions métalliques chargés positivement et d’ions oxygène chargés négativement, ce qui inhibe le transfert d’électrons et fait de la spinelle un bon isolant électrique.

La structure cristalline de la spinelle est également caractérisée par de petits espaces. Cela augmente la probabilité que les particules chargées entrent en collision avec elle lorsqu’elles la traversent, ce qui accroît ses propriétés d’isolation électrique.

5. d’excellentes propriétés optiques

La spinelle est optiquement transparente. En raison de sa densité élevée et de l’absence de défauts internes et d’impuretés, la spinelle est extrêmement transparente et transmet particulièrement bien la lumière ultraviolette et visible. La spinelle a également un indice de réfraction élevé, ce qui signifie que la vitesse de propagation de la lumière est très élevée, d’où une faible réflexion et une transmission élevée de la lumière.

Autres informations sur la spinelle

Nuances de spinelle

La spinelle est l’un des minéraux présentant une grande variété de teintes. Les teintes sont déterminées par les impuretés et les substituts présents dans la spinelle. Dans la spinelle, les ions aluminium sont situés au centre de la structure du spinelle, et leur couleur change en fonction de la substitution d’autres ions.

La spinelle rouge, par exemple, est colorée par les ions chrome. Les ions chrome sont incorporés dans la structure de la spinelle à la place des ions aluminium, ce qui lui donne une couleur rouge vif. La spinelle bleue est colorée par l’incorporation d’ions de fer dans la structure de la spinelle. La spinelle noire apparaît en raison de la teneur élevée en ions magnésium et fer.

La spinelle n’est pas seulement disponible dans une seule couleur, mais aussi dans un mélange de couleurs. La spinelle rose, par exemple, est colorée par l’incorporation d’ions tels que le manganèse et le chrome dans la structure de la spinelle. Les spinelles brunes et orange développent également leur couleur en raison de la présence d’ions tels que le fer et le chrome. Traduit avec www.DeepL.com/Translator (version gratuite)

Qu’est-ce que le bronze phosphoreux ?

Le bronze phosphoreux est un métal obtenu par désoxydation de l’oxyde de cuivre en ajoutant du phosphore (P) au bronze, un alliage composé principalement de cuivre (Cu) auquel on ajoute de l’étain.
L’élimination de l’oxyde de cuivre, qui existe sous forme de rouille, augmente la résistance et la dureté et améliore la résistance à l’usure et l’élasticité. Le bronze phosphoreux est donc un produit très performant tout en conservant les avantages du bronze.
Il est utilisé dans une variété d’industries, principalement dans les pièces d’équipement électronique, mais aussi dans les pièces de machines et l’équipement de contrôle automobile. Il est connu comme matériau de ressort particulièrement utile.

Utilisations du bronze phosphoreux

Le bronze phosphoreux présente de nombreuses caractéristiques excellentes, telles qu’une grande solidité, une résistance à l’usure, une élasticité, une conductivité électrique et thermique élevée et une grande facilité de traitement.
En raison de ces caractéristiques, il est largement utilisé comme matériau pour les produits industriels tels que les composants électroniques comme les interrupteurs, divers connecteurs et bornes de relais, ainsi que les châssis de roulements.
Il est également utilisé comme matériau pour les instruments de musique tels que les cuivres et les cymbales en raison de ses meilleures propriétés acoustiques par rapport au bronze.
Il est également utilisé comme matériau de ressort pour d’autres pièces mécaniques telles que les boulons, les écrous et les roulements, ainsi que pour les appareils électroniques.

Caractéristiques du bronze phosphoreux

Le bronze phosphoreux est classé en fonction de la proportion d’étain dans l’alliage et de son recuit ou non à basse température.
Dans les symboles des matériaux, le bronze phosphoreux est représenté par C, qui signifie alliage de cuivre, et un nombre à quatre chiffres préfixé par 5.
Les principaux sont décrits ci-dessous, ainsi que leurs utilisations.

1. C5050, C5071 (Faible teneur en étain)

Avec une faible teneur en étain de 1,0 à 2,3 %, ces alliages sont utilisés pour les composants électroniques tels que les connecteurs et les terminaux en raison de leur conductivité électrique élevée.

2. C5191, C5212 (Haute teneur en étain)

Avec une teneur élevée en étain de 5,5 à 9,0 %, ces alliages se caractérisent par une solidité et une résistance à l’usure supérieures. Ils sont utilisés pour les pièces électroniques et mécaniques et comme matériau pour les ressorts.
Le C5191 a une conductivité électrique légèrement supérieure, tandis que le C5212 a une résistance plus élevée.

3 C5210 ET C5240 (Haute teneur en étain, avec recuit à basse température)

Les C5210 et C5240 ont subi un traitement thermique appelé “recuit à basse température” pour améliorer l’élasticité et la résistance à l’usure.
Ils sont utilisés lorsque des performances de ressort encore plus élevées que celles des C5191 et C5212 sont requises.