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.