Métallurgie
7476ALUMINIUM
Divers procédés ont été utilisés, à plus ou moins grande échelle, pour extraire de la bauxite l'alumine pure nécessaire à la fabrication électrolytique de l'aluminium : procédés Deville-Pechiney, Péniakoff, Serpek, Pedersen et Haglund. Tous ont été détrônés par le procédé de Karl Joseph Bayer, appliqué dès 1893 en France à Gardanne et maintenant utilisé universellement.Le procédé Bayer met à profi […] Lire la suite
APPARITION DES HAUTS-FOURNEAUX
En Occident, les premiers hauts-fourneaux apparaissent vraisemblablement dans la région de Liège durant la seconde moitié du xive siècle. Le principe est d'augmenter la taille des foyers pour accroître la production de fer. Cependant la réduction (élimination de l'oxygène) de minerais de fer mélangés au charbon de […] Lire la suite
ARGENT, métal
Historiquement, le premier procédé d'élaboration de l'argent est la coupellation, connue en Chine plusieurs siècles avant notre ère et introduite en Europe par les Phéniciens. Jusqu'au xvie siècle, la métallurgie fut fondée essentiellement sur ce procédé. L'amalgama […] Lire la suite
BÉRYLLIUM
La préparation du béryllium métallique a toujours été un problème difficile en raison du point de fusion élevé du métal, de sa grande réactivité à l'état fondu et de la toxicité des composés du béryllium. Deux procédés seulement se sont maintenus industriellement, auxquels s'ajoute un procédé pour la préparation directe de l'alliage mère cuivre-béryllium.La cuve cathode est un creuset de […] Lire la suite
BISMUTH
Après broyage, on sépare la gangue par les méthodes classiques de triage et de lévigation. Les oxydes et les carbonates sont dissous en milieu chlorhydrique ; par dilution, l'oxychlorure précipite. Après un nouveau traitement acide suivi de précipitation, une fusion avec du charbon et de la chaux permet d'obtenir le métal. Les sulfures sont grillés et les oxydes formés sont réduits par chauffage e […] Lire la suite
CADMIUM
Le cadmium se trouve dans presque tous les minerais polymétalliques contenant du zinc et, plus ces minerais sont riches en zinc, plus ils contiennent de cadmium.Les teneurs en cadmium des minerais de zinc sont néanmoins très faibles, de 0,01 à 0,03 p. 100 sur minerai brut ; certains gisements au Mexique et au Pérou notam […] Lire la suite
CUIVRE
Le cuivre est assez irrégulièrement réparti à la surface du globe. On trouve les grands gisements au sud du bouclier canadien, dans le Michigan et le Montana, ainsi que dans le sud-ouest des États-Unis, au nord du Mexique, dans les Andes occidentales, Pérou et Chili (Chuquicamata et […] Lire la suite
DARBY ABRAHAM (1678-1717)
Métallurgiste anglais, Abraham Darby a mis au point en 1709 un procédé de fonte au coke (obtention de la fonte en utilisant dans les hauts fourneaux le coke, combustible issu du charbon) qui l’a rendu célèbre. À son décès, en 1717, ses descendants, Abraham Darby II et III, ont poursuivi et perfectionné ses innovations, qui ont fortement marqué les débuts de la […] Lire la suite
DE RE METALLICA (G. Agricola)
Le savant saxon Georg Bauer (1494-1555), dit Georgius Agricola, peut être considéré comme le fondateur de la minéralogie et de la métallurgie. Il est l'un des premiers géologues à refuser l'approximation et la spéculation pour se tourner résolument vers l'observation rigoureuse, des minéraux notamment.Le plus c […] Lire la suite
FER, FONTE ET ACIER - (repères chronologiques)
— 1700-— 1500 Début de l'industrie du fer avec les premières traces, au Sud du Caucase, de foyers permettant la réduction (élimination d'oxygène) de minerais de fer au charbon de bois.Vers — 1250 Une lettre du roi hittite Hattusil III mentionne une épée en fer.— 1100-— 800 Réduction de minerais de fer au charbon de bois en […] Lire la suite
FER - Minerais de fer
Pour extraire le fer métallique des minerais où il se trouve principalement à l'état d'oxyde ferrique Fe2O3, il faut séparer le fer de l'oxygène. Cette dissociation est réalisée à température élevée par un traitement de réduction par le carbone. Le métal se sature alors en carbone, son point de fusion est abaissé, et on le recueille à l'état liquide : c'est […] Lire la suite
FERRAILLES
La ferraille est constituée de déchets de fonte et d'acier qui proviennent de la fabrication de l'acier ou des pièces et machines hors d'usage. Elle peut être considérée comme le plus riche minerai de fer ; mais, à la différence des minerais naturels, la ferraille est très éparpillée et elle ne peut être utilisée qu'au prix de frais de ramassage importants. […] Lire la suite
FLOCONS, métallurgie
Défauts qui apparaissent essentiellement sur des pièces de forge, les flocons sont disposés suivant des orientations préférentielles.Comme les criques interdendritiques, les flocons constituent, en principe, des défauts graves ; ils sont peu nombreux à la surface des pièces et sont rarement isolés ; ils constituent facilement des amorces de rupture.Dans les aciers, la formation des flocons est exp […] Lire la suite
FONTE AU COKE
Au début du xviiie siècle, la sidérurgie anglaise paraissait condamnée par un manque de charbon de bois causé par un déboisement intensif. Ce problème, vital, fut résolu par la mise au point par Abraham Darby (1678 ?-1717), dès […] Lire la suite
MAGNÉSIUM
Le magnésium représente 2 p. 100 des éléments qui constituent l'écorce terrestre et il vient au huitième rang par ordre d'importance. On le rencontre dans les roches magmatiques, sédimentaires et métamorphiques, généralement sous forme de carbonates, d'hydroxyde, de silicates, de chlorure et de sulfate. Les miner […] Lire la suite
MANGANÈSE
La « magnésie noire » (pyrolusite) était connue des Anciens : Pline signale son emploi dans la fabrication du verre. Ce n'est qu'en 1774 que la nature de ce corps noir fut fixée par C. W. Scheele qui identifiait un oxyde d'un métal inconnu, différent du fer, dont l'oxyde Fe3O4 avait été confondu jusque-là avec la pyrolusit […] Lire la suite
MÉTALLURGIE
« Quelle est la différence entre le fer et l'acier ? » demandait, un jour de 1962, le professeur Cyril Stanley Smith, éminent métallurgiste, à un forgeron d'Iran réputé pour son habileté. L'homme lui répond : « Fer et acier sont deux espèces aussi différentes que le saule et le chêne. » Ainsi se trouvaient mis face à face l'homo sapiens de la seconde moitié du […] Lire la suite
MÉTALLURGIE SCIENTIFIQUE
Le passage de la métallurgie du fer et de la fonte à celle de l'acier ouvre l'ère de la technologie moderne. L'utilisation massive, après 1880, de l'acier, matériau aux possibilités prometteuses mais encore indéfinies, incite les producteurs et les consommateurs à effectuer des recherches sur ses propriétés. Ces études, fruit d'une collaboration étroite […] Lire la suite
MOLYBDÈNE
Les principales sources de molybdène exploitées sont des gisements à faible teneur (de 0,1 à 0,5 p. 100) et des gisements de sulfure de cuivre dans lesquels la molybdénite (MoS2) est un sous-produit. Les gisements de wulfénite (PbMoO4) sont exploités très exceptionnellement.Les minerais sont enrichis par flottation et […] Lire la suite
NICKEL
Les concentrations actuellement exploitables de nickel se répartissent en deux grands groupes : les amas sulfurés et les amas d'altération ou latérites nickélifères.Les amas sulfurés sont très divers, mais les gisements à la source de la presque totalité de la production mondiale peuvent être rassemblés en quelques groupes simples, énumérés ci-dessous.– Type associé à un complexe ma […] Lire la suite
PALÉOMÉTALLURGIE
La paléométallurgie est la science qui étudie la métallurgie antique au sens large, depuis ses origines jusqu'à l'époque industrielle. Elle examine et interprète les vestiges des vieilles installations métallurgiques : zones d'exploitation et lieux de traitement des minerais, ateliers d'orfèvres, de bronziers et de forgerons. Elle analyse, selon les méthodes métallographiques, les objets en métal […] Lire la suite
PLOMB
La métallurgie du plomb est très ancienne : la production de l'Empire romain aurait atteint 60 000 tonnes par an, chiffre qui ne fut ensuite égalé par le monde entier qu'au cours du xixe siècle.Selon la densité de la gangue dans laquelle elle se trouve dispersée, la gal […] Lire la suite
POUDRES MÉTALLURGIE DES
La métallurgie des poudres est aussi ancienne que l'art des potiers et des céramistes. Cependant, ce qui n'était que techniques ancestrales purement empiriques s'est transformé en une discipline scientifique dans les années 1930, dès qu'on a commencé à comprendre les phénomènes observés. Cette compréhension est d'autant plus nécessaire que les techniques […] Lire la suite
PREMIÈRE MÉTALLURGIE
Le martelage à froid de pépites de cuivre natif est pratiqué dès le Néolithique ancien de Turquie, au VIIIe millénaire. Mais une véritable métallurgie ne se développe qu'au cours du Ve […] Lire la suite
PROCÉDÉ INDUSTRIEL DE FABRICATION DE L'ACIER
L'acier, alliage de fer et de carbone de teneur intermédiaire entre le fer et la fonte, est encore au milieu du xixe siècle un métal coûteux utilisé pour la fabrication d'outils de qualité. Avec le développement des chemins de fer et de l'armement, la nécessité d'une production en masse se fait sentir.Le […] Lire la suite
PROCÉDÉ INDUSTRIEL DE FABRICATION DE L'ALUMINIUM
Le Français Henri Sainte-Claire Deville (1818-1881) inventa en 1854 le premier procédé industriel de fabrication de l'aluminium. Celui-ci consiste à décomposer le chlorure double NaCl-AlCl3 par le sodium en présence d'un fondant. L'alumine nécessaire à la pré […] Lire la suite
PUDDLAGE
L'Anglais Henry Cort dépose en 1784 un brevet sur le puddlage pour transformer la fonte (alliage de fer et de carbone) en fer, peu après celui de Peter Onions (1783). Dans ce procédé, qui représente un progrès décisif pour les techniques d'affinage, la fonte, cassée en morceaux et mélangée à des scories riches en oxydes de fer, est décarburée (affinée) dans un four chauffé au coke. Dès la fusion, […] Lire la suite
SCORIES MÉTALLURGIQUES
On désigne sous le nom général de scories des sous-produits d'élaborations métallurgiques. Les anciens connaissaient déjà ces résidus et les Grecs les dénommaient skôria (scorie de fer), d'où dérive notre appellation moderne.On peut distinguer, suivant leur origine, les scories de réduction et les scories d'affinage. Ce sont naturellement les scories provenant de la […] Lire la suite
TANTALE ET NIOBIUM
Les deux métaux sont présents dans les minerais sous forme de pentoxydes (Ta2O5, Nb2O5) mélangés avec des oxydes d'autres métaux et non-métaux (fer, aluminium, silicium, manganèse principalement). Ces minerais contiennent de 30 à 85 p. 100 d'oxydes de Nb et de Ta, et les pro […] Lire la suite
TAPURE
Défaut grave prenant la forme d'une fissure débouchante ou incluse. Dans les alliages, l'apparition de tapures est presque toujours liée à un processus d'échauffement ou de refroidissement. Les contraintes thermiques très élevées qui accompagnent un réchauffement brutal ou un refroidissement trop rapide ne peuvent être atténuées que par déformation plastiqu […] Lire la suite
UGINE-SÉJOURNET PROCÉDÉ
Technique spéciale de filage des métaux, utilisée pour fabriquer des barres ou des tubes d'un profil déterminé et de grande longueur. Une billette du métal à transformer, porté à une température convenable, est placée dans un récipient métallique fermé par une filière munie d'un orifice dont la section correspond au profil que l'on veut obtenir. Une forte pression est exercée sur le métal, général […] Lire la suite
URANIUM
L'uranium a quatre valences possibles, les valences 4 et 6 étant les plus répandues dans les minerais. Les conditions de passage de la valence 4 à la valence 6 dépendent du potentiel d'oxydoréduction du milieu ; elles sont voisines des conditions de passage du fer ferreux au fer ferrique. L'uranium hexavalent est beaucoup plus soluble que l'uranium tétravalent ; il forme des complexes, les plus fr […] Lire la suite
ZINC
Les minerais de zinc se trouvent dans la nature sous deux formes principales : d'une part, les variétés sulfurées, blende (ou sphalérite) et wurtzite ; d'autre part, les variétés oxydées, smithsonite, hydrozincite (carbonates), franklinite, zincite (oxydes), hémimorphite (ou calamine), willemite (silicates). La blende (ZnS) représente 95 p. 100 de la producti […] Lire la suite
Jusqu'au Moyen Âge, en Occident, la production de fer est réalisée dans un bas-fourneau, four pourvu d'une cheminée de faible hauteur. La ventilation par des soufflets installés à la base de la cheminée permet d'atteindre les températures de plus de 1 000 0C...
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Fer : production de minerais de fer
Évolution de la production mondiale de minerais de fer de 1995 à 2004.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Contrôle de la galvanisation de tôles d'acier
Poste de contrôle d'une ligne de galvanisation de tôles d'acier. Les défauts éventuels de la couche de zinc sont détectés par voie optique, lorsqu'ils sont en surface, et par caméra spécialisée et ordinateur, lorsqu'ils sont en profondeur.
Crédits : Voestalpine
Divers aspects de l'élaboration du fer vers 1780. On reconnaît, de haut en bas, sur l'illustration un laminoir, la vue extérieure d'un haut-fourneau et la coupe d'un haut-fourneau Schneider.
Crédits : Hulton Getty
Vue en coupe d'un four Martin avec les quatre chambres en briques réfractaires, surmontées par le four à sole où est élaboré l'acier.
Crédits : Encyclopédie Larousse, 1978
Fabrication de l’aluminium vers 1886
Une des premières unités de fabrication de l'aluminium de Charles Martin Hall dans la Pittsburgh Reduction Company, vers 1886.
Crédits : Courtesy of Alcoa Incorporated
Métaux industriels classés d'après l'ordre chronologique de leur découverte
Principaux métaux industriels classés d'après l'ordre chronologique de leur découverte.
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Aluminium primaire : production mondiale
tabl. 1 - Évolution de la production mondiale d'aluminium primaire (en milliers de tonnes) [d'après International Aluminium Institute, Londres].
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Aluminium : production en 2005
tabl. 2 - Production mondiale en 2005 (en milliers de tonnes).
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Aluminium primaire : pays producteurs
tabl. 3 - Principaux pays producteurs d'aluminium primaire (en milliers de tonnes) en 2005. La France arrive en douzième position avec une production de 430 000 tonnes d'aluminium. La Guinée assure la majeure partie de l'approvisionnement français en bauxite.
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Aluminium : caractéristiques physiques
Caractéristiques physiques de l'aluminium.
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tabl. 5 - Principaux alliages d'aluminium.
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tabl. 2 - Production métallurgique et consommation de cadmium (en tonnes) en 2004 (source : International Cadmium Association).
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Stéréochimie de l'ion Ag+.
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Rayon ionique apparent dans les halogénures
Rayon ionique apparent de l'ion Ag+ dans les halogénures.
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Propriétés du cuivre.
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Cuivre : production et consommation
Production et consommation du cuivre. Production de cuivre brut, production de cuivre raffiné et consommation de cuivre raffiné (en milliers de tonnes) dans le monde.
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Production, importation et exportation de minerais de fer en millions de tonnes. La C.E.I. rassemble Arménie, Azerbaïdjan, Biélorussie, Kazakhstan, Kirghizstan, Moldavie, Ouzbékistan, Russie, Tadjikistan, Turkménistan, Ukraine. La consommation apparente d'un pays correspond...
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Fer : caractéristiques physiques
Quelques caractéristiques physiques du fer.
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Principaux pays producteurs miniers de molybdène, en 2005, en métal contenu. Les chiffres sont en tonnes.
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Principaux minéraux dans la composition desquels entre le plomb.
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Plomb : caractéristiques physico-chimiques
Caractéristiques physico-chimiques du plomb.
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Productions minières, en 2006, d'uranium naturel contenu dans les concentrés, en tonnes, avec un total mondial d'environ 40 000 tonnes.
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Schéma du procédé Bayer pour attaque à la soude des bauxites bœhmitiques.
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Schéma d'une cuve à anodes précuites pour la fabrication électrolytique de l'aluminium.
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Cuve à anode continue Söderberg
Schéma d'une cuve à anode continue Söderberg pour la fabrication électrolytique de l'aluminium.
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Cuve Pechiney pour le raffinage électrolytique
Cuve Pechiney pour le raffinage électrolytique de l'aluminium avec puits de ségrégation.
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Diagramme aluminium-silicium.
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Diagramme aluminium-cuivre.
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Durcissement de l'alliage Al-Cu 4 Mg 1
Durcissement de l'Al-Cu 4 Mg 1 en fonction du temps à des températures de maturation variant de -10 à 100° C.
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Procédé de coulée semi-continue
Schéma du procédé de coulée semi-continue de plaques et billettes de laminage.
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Schéma d'un train tandem à deux cages quarto pour le laminage à froid en bande.
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Filage par choc: principe du filage inverse.
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Film d'anodisation au début de sa formation dans un électrolyte ayant une action dissolvante sur Al
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Anodisation : stades successifs
Anodisation de l'aluminium: stades successifs de la progression du film d'oxyde à partir d'un pore isolé.
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Produit de solubilité des sels d'argent
Produit de solubilité des sels d'argent.
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Potentiel de l'électrode en argent
Potentiel de l'électrode en argent en fonction de la nature de l'anion.
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Béryllium : propriétés physiques
Propriétés physiques.
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Bronze au béryllium à 2,2 % Be laminé et trempé. Propriétés après revenu à diverses températures
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Propriétés optimales du bronze au béryllium.
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Bismuth : propriétés physico-chimiques
Propriétés physico-chimiques.
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Isotopes naturels du bismuth.
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Alliages non eutectiques fusibles du bismuth.
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Cadmium : propriétés physiques
Propriétés physiques du cadmium.
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Pyrométallurgie du zinc et extraction du cadmium
Métallurgie du zinc par voie sèche (pyrométallurgie) et extraction du cadmium.
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Hydrométallurgie du zinc et extraction du cadmium
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Minerai de fer : pays producteurs
Les pays producteurs de minerai de fer.
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Composition, propriétés mécaniques et physiques
Composition, propriétés mécaniques et physiques du magnésium et de quelques-uns de ses alliages.
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Alliages : propriétés d'usinage
Propriétés d'usinage de quelques alliages.
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Principaux producteurs de magnésium
Principaux producteurs de magnésium, moyenne de 1985 à 1992, en pourcentage de la production mondiale.
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Principaux consommateurs de magnésium
Principaux consommateurs de magnésium, moyenne de 1985 à 1992, en pourcentage de la production mondiale.
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Constantes physiques du manganèse.
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Quelques réactions du manganèse.
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Quelques composés du manganèse.
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Coupe d'un des premiers fours de fusion du fer
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Réduction dans un fourneau primitif
Représentation schématique du processus de réduction dans un fourneau primitif (d'après R. Pleiner)
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Élaboration du magnésium par le procédé « Magnétherm » : réduction de l'oxyde MgO ou de la dolomie par le silicium à 1 500 oC. Le magnésium élaboré est reçu dans une chambre de condensation dont la température est rigoureusement contrôlée par le couple C et le...
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Équilibre vapeur d'eau-hydrogène
Équilibre vapeur d'eau-hydrogène pour divers systèmes métal-oxyde métallique
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Rôle de fondants des additions de cryolite et de fluorine à l'alumine
Diagramme ternaire AI2O3-CaF2-Na3AIF6 montrant le rôle de « fondants » des additions de cryolite et de fluorine à l'alumine : le point de fusion de l'eutectique ternaire est inférieur à 900 oC alors que...
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Élaboration de zinc par procédé New Jersey
Élaboration du zinc par le procédé New Jersey. Grillage de la blende ZnS sous forme de ZnO qui est réduit ensuite en Zn + CO par mélange de ZnO avec du poussier de coke et chauffage vers 950 oC.
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Élaboration de zinc par traitement de minerais
Élaboration continue du zinc par traitement de minerais mixtes de zinc et de plomb. Les deux métaux après élaboration se séparent facilement l'un de l'autre sous forme de deux coulées liquides.
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Raffinage du zinc produit par procédé New Jersey
Raffinage du zinc produit par le procédé New Jersey par distillation fractionnée dans des colonnes à plateaux en carbure de silicium
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Principaux usages du molybdène, en pourcentage.
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Molybdène métallique : propriétés physiques
Propriétés physiques du molybdène métallique.
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Propriétés des alliages de molybdène à des températures élevées (pour barre dimensionnée).
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Propriétés physiques et mécaniques
Quelques propriétés physiques et mécaniques du nickel.
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Nickel : caractéristiques mécaniques
Caractéristiques mécaniques du nickel.
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Exemples de procédés de fabrication de poudres métalliques.
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Mécanisme d'évaporation-condensation
Formation des ponts de raccordement par un mécanisme n'impliquant pas un rapprochement des centres des sphères O
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Mécanisme d'écoulement visqueux
Formation de ponts de raccordement par un mécanisme entraînant un rapprochement des centres des sphères. Les centres des deux sphères initialement tangentes se rapprochent progressivement d'une quantité d. La variation relative des distances entre centres s'écrit :
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Chemin d'élimination des lacunes
Chemins préférentiels d'élimination des lacunes
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Pièces et matériaux faits à l'aide de poudres de métaux ductibles
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Principe du tréfilage sans filière.
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Teneurs en impuretés dans le cas d'une épuration par bombardement électronique (en p. 100).
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Tantale et niobium : propriétés physiques
Principales propriétés physiques du tantale et du noibium.
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Propriétés supraconductrices du niobium et de ses alliages
Propriétés supraconductrices du niobium et de ses alliages. Pour les alliages, les intensités critiques théoriques sont voisines de 1 million d'ampères par centimètre carré.
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Principaux minéraux uranifères.
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Propriétés physiques en phase a
Propriétés physiques de l'uranium en phase a
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Caractéristiques mécaniques de la phase a
Caractéristiques mécaniques de la phase a
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Principales propriétés physiques du zinc.
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Métaux industriels classés d'après l'ordre chronologique de leur découverte
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Rôle de fondants des additions de cryolite et de fluorine à l'alumine
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Pièces et matériaux faits à l'aide de poudres de métaux ductibles
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