Les propriétés physiques du cuivre et de l'aluminium
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Les propriétés physiques du cuivre et de l'aluminium

Quelles sont les propriétés physiques du cuivre et de l’aluminium ?

Le cuivre a une densité de 8,96 g/cm³ et un point de fusion de 1084,62 °C. Après fusion et purification, le cuivre devient un métal doux avec une très bonne conductivité thermique et électrique.

Le cuivre peut être plastiquement déformé à froid et à chaud, mais lors du travail à froid, le métal durcit (à cause du laminage), ce qui est éliminé par un recuit de recristallisation (à une température de 400–600 °C). Le travail plastique à chaud se fait à une température de 650–800 °C. À l’échelle macroscopique, la formation de défauts allongés dans le réseau cristallin, comme les joints de grains ou les perturbations du flux sous une force appliquée, augmente la dureté du cuivre. C’est pourquoi le cuivre commercial existe sous forme polycristalline à grains fins, qui a une meilleure résistance mécanique que la forme monocristalline.

La faible dureté du cuivre explique en partie sa haute conductivité électrique (59,6⋅10⁶ S/m) et thermique, qui sont les deuxièmes plus élevées parmi les métaux purs à température ambiante. Cela est dû au fait que la résistance au passage des électrons dans les métaux provient principalement de la diffusion des électrons par les vibrations thermiques du réseau cristallin, qui sont relativement faibles dans les métaux mous.

La densité de courant maximale admissible pour le cuivre dans l’air est d’environ 3,1⋅10⁶ A/m² de section transversale, au-delà de laquelle il commence à surchauffer excessivement. Comme pour d’autres métaux, si le cuivre est en contact avec d’autres métaux, une corrosion galvanique se produit. Avec l’osmium (bleu), le césium (jaune) et l’or (jaune), le cuivre est l’un des quatre métaux dont la couleur naturelle est différente du gris ou de l’argenté. Le cuivre pur est rouge orangé et s’assombrit à l’air à cause de l’oxydation. La couleur caractéristique du cuivre provient des transitions électroniques entre les couches 3d remplies et les couches 4s à demi-vides – les différences d’énergie entre ces couches correspondent à l’énergie de la lumière orange. Le même mécanisme est responsable de la couleur jaune de l’or.

Propriétés physiques du cuivre

1. Masse atomique 63,57
2. Numéro atomique 29
3. Densité à 20°C 8,89 g/cm3
4. Point de fusion 1083°C
5. Point d’ébullition 2310°C
6. Chaleur spécifique de 18°C à 100°C 0,093 cal/g
7. Chaleur de fusion 43,3 cal/g °C
8. Coefficient de dilatation linéaire de 18°C à 100°C 0,000017 °C⁻¹
9. Résistance diélectrique à 20°C 0,017241 mm2/m
10. Coefficient de résistance à 20°C 0,00393 °C⁻¹
11. Conductivité thermique 340 kcal/mh°C
12. Résistance à la traction pour diamètre de 0,04 à 0,50 mm 24-31 kg/mm2
13. Résistance à la traction pour diamètre de 0,51 à 3,00 mm 19-27 kg/mm2
14. Résistance à la traction pour diamètre de 3,01 à 6,00 mm 16-24 kg/mm2

Propriétés physiques de l’aluminium

1. Masse atomique 26,98
2. Numéro atomique 13
3. Densité à 20°C 2,703 g/cm3
4. Point de fusion 650°C
5. Point d’ébullition 2270°C
6. Chaleur spécifique de 18°C à 100°C 0,23 kcal/kg °C
7. Chaleur de fusion 92,4 kcal/kg
8. Coefficient de dilatation linéaire de 18°C à 100°C 0,000024 °C⁻¹
9. Résistance diélectrique à 20°C 0,027808 mm2/m
10. Coefficient de résistance à 20°C 0,0040 °C⁻¹
11. Conductivité thermique 187,2 Kcal/mh°C
12. Résistance à la traction pour diamètre de 0,04 à 0,50 mm 9-10 kg/mm2
13. Résistance à la traction pour diamètre de 0,51 à 3,00 mm 8-10 kg/mm2
14. Résistance à la traction pour diamètre de 3,01 à 6,00 mm 7-10 kg/mm2

Comparaison des conducteurs en cuivre et en aluminium

Pour la même température et intensité Pour la même conductivité
Diamètre de l’aluminium = diamètre du cuivre x 1,19 Diamètre de l’aluminium = diamètre du cuivre x 1,27
Section de l’aluminium = section du cuivre x 1,42 Section de l’aluminium = section du cuivre x 1,63
Poids de l’aluminium = poids du cuivre x 0,4 Poids de l’aluminium = poids du cuivre x 0,5
Moins
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Quelles sont les propriétés physiques du cuivre et de l’aluminium ?

Le cuivre a une densité de 8,96 g/cm³ et un point de fusion de 1084,62 °C. Après fusion et purification, le cuivre devient un métal doux avec une très bonne conductivité thermique et électrique.

Le cuivre peut être plastiquement déformé à froid et à chaud, mais lors du travail à froid, le métal durcit (à cause du laminage), ce qui est éliminé par un recuit de recristallisation (à une température de 400–600 °C). Le travail plastique à chaud se fait à une température de 650–800 °C. À l’échelle macroscopique, la formation de défauts allongés dans le réseau cristallin, comme les joints de grains ou les perturbations du flux sous une force appliquée, augmente la dureté du cuivre. C’est pourquoi le cuivre commercial existe sous forme polycristalline à grains fins, qui a une meilleure résistance mécanique que la forme monocristalline.

La faible dureté du cuivre explique en partie sa haute conductivité électrique (59,6⋅10⁶ S/m) et thermique, qui sont les deuxièmes plus élevées parmi les métaux purs à température ambiante. Cela est dû au fait que la résistance au passage des électrons dans les métaux provient principalement de la diffusion des électrons par les vibrations thermiques du réseau cristallin, qui sont relativement faibles dans les métaux mous.

La densité de courant maximale admissible pour le cuivre dans l’air est d’environ 3,1⋅10⁶ A/m² de section transversale, au-delà de laquelle il commence à surchauffer excessivement. Comme pour d’autres métaux, si le cuivre est en contact avec d’autres métaux, une corrosion galvanique se produit. Avec l’osmium (bleu), le césium (jaune) et l’or (jaune), le cuivre est l’un des quatre métaux dont la couleur naturelle est différente du gris ou de l’argenté. Le cuivre pur est rouge orangé et s’assombrit à l’air à cause de l’oxydation. La couleur caractéristique du cuivre provient des transitions électroniques entre les couches 3d remplies et les couches 4s à demi-vides – les différences d’énergie entre ces couches correspondent à l’énergie de la lumière orange. Le même mécanisme est responsable de la couleur jaune de l’or.

Propriétés physiques du cuivre

1. Masse atomique 63,57
2. Numéro atomique 29
3. Densité à 20°C 8,89 g/cm3
4. Point de fusion 1083°C
5. Point d’ébullition 2310°C
6. Chaleur spécifique de 18°C à 100°C 0,093 cal/g
7. Chaleur de fusion 43,3 cal/g °C
8. Coefficient de dilatation linéaire de 18°C à 100°C 0,000017 °C⁻¹
9. Résistance diélectrique à 20°C 0,017241 mm2/m
10. Coefficient de résistance à 20°C 0,00393 °C⁻¹
11. Conductivité thermique 340 kcal/mh°C
12. Résistance à la traction pour diamètre de 0,04 à 0,50 mm 24-31 kg/mm2
13. Résistance à la traction pour diamètre de 0,51 à 3,00 mm 19-27 kg/mm2
14. Résistance à la traction pour diamètre de 3,01 à 6,00 mm 16-24 kg/mm2

Propriétés physiques de l’aluminium

1. Masse atomique 26,98
2. Numéro atomique 13
3. Densité à 20°C 2,703 g/cm3
4. Point de fusion 650°C
5. Point d’ébullition 2270°C
6. Chaleur spécifique de 18°C à 100°C 0,23 kcal/kg °C
7. Chaleur de fusion 92,4 kcal/kg
8. Coefficient de dilatation linéaire de 18°C à 100°C 0,000024 °C⁻¹
9. Résistance diélectrique à 20°C 0,027808 mm2/m
10. Coefficient de résistance à 20°C 0,0040 °C⁻¹
11. Conductivité thermique 187,2 Kcal/mh°C
12. Résistance à la traction pour diamètre de 0,04 à 0,50 mm 9-10 kg/mm2
13. Résistance à la traction pour diamètre de 0,51 à 3,00 mm 8-10 kg/mm2
14. Résistance à la traction pour diamètre de 3,01 à 6,00 mm 7-10 kg/mm2

Comparaison des conducteurs en cuivre et en aluminium

Pour la même température et intensité Pour la même conductivité
Diamètre de l’aluminium = diamètre du cuivre x 1,19 Diamètre de l’aluminium = diamètre du cuivre x 1,27
Section de l’aluminium = section du cuivre x 1,42 Section de l’aluminium = section du cuivre x 1,63
Poids de l’aluminium = poids du cuivre x 0,4 Poids de l’aluminium = poids du cuivre x 0,5
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