Métaux industriels
7474ALUMINIUM
Bien qu'il ne soit passé dans le domaine industriel qu'à la fin du xixe siècle, après la découverte par Paul Louis Toussaint Héroult et Charles Martin Hall du procédé de fabrication par électrolyse, l'aluminium est devenu le premier des mét […] Lire la suite
ARGENT, métal
L'argent, élément chimique de symbole Ag et de numéro atomique 47, est l'un des métaux les plus anciennement connus. Il semble cependant que sa découverte soit postérieure à celle des deux autres métaux de la même famille chimique : l'or et le cuivre. Dès la première dynastie égyptienne, vers 3500 avant J.-C., sa rareté, son […] Lire la suite
BÉRYLLIUM
Le béryllium est l'élément chimique métallique de symbole Be et de numéro atomique 4. C'est un métal gris, léger (1,85 g/cm3), qui rappelle, par certaines de ses propriétés, le magnésium et surtout l'aluminium.Bien que le béryl et ses variétés précieuses, […] Lire la suite
BISMUTH
Le bismuth, de symbole Bi, est l'élément chimique de numéro atomique 83. C'est le plus lourd du groupe Vb de la classification périodique. Il vient après l'azote, le phosphore, l'arsenic et l'antimoine, mais, contraire […] Lire la suite
CADMIUM
Le cadmium est un métal blanc argent, légèrement bleuté. Il est très malléable et ductile. Son abondance dans la lithosphère est estimée à 0,15 g/t, c'est donc un métal relativement rare. Il n'existe pas de minerais de cadmium en quantités métallurgiquement exploitables ; le plus connu est la greenokite (sulfure de cadmium à 77,8 p. 100 de métal) ; il révèle […] Lire la suite
CHROME
Le chrome (symbole Cr, numéro atomique 24) est un métal placé en tête de la colonne VIa de la classification périodique ; il appartient donc à la première famille des éléments de transition. Il a de nombreuses analogies avec le molybdène, le tungstène et l'uran […] Lire la suite
COBALT
Le cobalt (symbole Co, numéro atomique 27) est un métal placé sur la première ligne de la colonne VIII a, entre le fer et le nickel ; il existe des analogies nombreuses entre cet élément, le rhodium et l'iridium.Le cobalt naturel, de masse atomique 58,94, renferme le seul isotope non radioactif 59Co ; les isotopes radioactifs 54, 55, 56, 57, 58, 60, 61 et 62 ont été identifi […] Lire la suite
CUIVRE
Parce qu'il existe, comme l'or et l'argent, à l'état natif, le cuivre est l'un des métaux les plus anciennement connus, sans doute le premier à avoir été travaillé. Des objets de cuivre datant du IXe millénaire avant J.-C. ont été mis au jour en Irak. Sa […] Lire la suite
ÉTAIN
L'étain est l'élément chimique de symbole Sn (du latin stannum), de numéro atomique 50. Il appartient au sous-groupe IV b de la classification périodique. Il y est compris entre le germanium, fort peu métallique, et le plomb. Il se présente d'ailleurs sous plusieurs formes cristallines dont l'une, l'étain gris (forme α), n'est pas métalliqu […] Lire la suite
FER - L'élément métallique
Le fer est l'élément chimique métallique de numéro atomique 26, de symbole Fe. Dans la classification périodique, il se place dans la première série de transition entre le manganèse et le cobalt. Ses propriétés chimiques sont voisines de celles du cobalt.C'est un métal très ductile et malléable qu'on peut modeler sans […] Lire la suite
FER - Vue d'ensemble
Le fer est présent dans l'histoire de l'humanité bien avant l'« âge » du même nom, qu'il est convenu de faire succéder à l'« âge du bronze » un millier d'années avant notre ère. Les espèces minérales riches en fer sont nombreuses dans la nature, facilement identifiables par leurs couleurs (cf. fer-Minerais de fer).Il n'est donc pas téméraire d'avancer que le fer, par ses q […] Lire la suite
MAGNÉSIUM
Le magnésium est un élément chimique métallique de symbole Mg et de numéro atomique 12. C'est le plus léger des métaux structuraux. Le nom de magnésium vient probablement de celui d'une bourgade d'Asie Mineure, Magnesia, bien connue plusieurs siècles avant notre ère pour sa magnésie blanche. Qu'ils soient sous forme d'oxyde, de carbonate, de chlorure ou de sulfate, les minerais de magnésium sont t […] Lire la suite
MANGANÈSE
Le manganèse (symbole Mn, no atomique 25) est un métal gris clair, brillant comme l'acier, avec des reflets rougeâtres. Il se situe en tête de la colonne VII A de la classification périodique et au centre de la série des éléments dits de transition de la quatrième période, entre le chrome et le fer. Il possède des analogies aussi bien a […] Lire la suite
MÉTAUX RARES
Dans les pays développés, une inquiétude relayée abondamment par les médias a vu le jour depuis quelques années concernant l'approvisionnement en métaux rares. Ces derniers, encore appelés métaux mineurs, petits métaux, ou métaux high-tech ou technologiques (par opposition aux métaux industriels), sont produits en faible tonnage mais ils sont essentiels au développement d'industries innovantes de […] Lire la suite
MOLYBDÈNE
Élément chimique métallique de symbole Mo et de numéro atomique 42, le molybdène appartient au groupe VI A de la classification périodique. C'est un élément de transition compris entre le chrome et le tungstène. Il est le trente-sixième élément par ordre d'abondance dans la croûte terrestre. La molybdénite MoS2 en est […] Lire la suite
NICKEL
Élément métallique de numéro atomique 28 (symbole Ni), le nickel est abondant dans les météorites et à l'intérieur du globe terrestre (manteau et noyau), où il se classerait au cinquième rang par ordre d'abondance. Il arrive au vingt-troisième ou au vingt-quatrième rang dans la croûte terrestre. Malgré cette relative abondance, les minerais de nickel (sul […] Lire la suite
OR
À l'état fondamental, l'or, de symbole chimique Au et de numéro atomique 79, est caractérisé par la saturation de la sous-couche 5d et la présence d'un électron célibataire en 6s. En fait, l'effet écran très limité de la sous-couche 5d entraîne pour le noyau une charge effective élevée : de tous les éléments dont la sous-couche périphériq […] Lire la suite
PLATINE ET PLATINOÏDES
Le platine est un métal précieux, c'est-à-dire un métal auquel deux caractères dominants confèrent un prestige et une valeur qui furent à l'origine les attributs exclusifs de l'argent et, plus encore, de l'or : rareté et inaltérabilité. Cette dernière propriété permet à ces métaux de conserver leur éclat dans des circonstances où tous les autres se ternissent […] Lire la suite
PLOMB
Le plomb (symbole Pb) constitue en valeur moyenne 12,5 ppm (parties par million) de la croûte terrestre (20 ppm dans les granites et 5 ppm dans les basaltes), ce qui le place, parmi les métaux industriels, entre le cuivre (35 ppm) et l'étain (2 ppm). Le plomb, par sa présence, naturelle, a ainsi fasciné l'homme, des alchi […] Lire la suite
TANTALE ET NIOBIUM
Le tantale (symbole Ta) et le niobium (symbole Nb) sont deux métaux de transition du groupe Va de la classification périodique des éléments et, de ce fait, ont un grand nombre de points communs : ils sont presque toujours associés dans leurs minerais ; leurs propriétés chimiques sont très voisines, ce qui rend particulièrement complexe leur séparation dans la phase d'extraction […] Lire la suite
THORIUM
En 1828, Jöns Jacob Berzelius découvrit un nouveau métal qu'il baptisa thorium en l'honneur de Thor, dieu de la mythologie scandinave.Bien qu'il soit radioactif et relativement rare, cet élément a été utilisé depuis longtemps dans l'industrie, principalement pour la fabrication des manchons de becs de gaz. Il entre maintenant dans la composition des filaments de […] Lire la suite
TITANE
Le titane est l'élément chimique de symbole Ti, de numéro atomique 22 et de poids atomique 48. Il appartient au groupe IVb de la classification périodique. Il fut découvert par William Gregor en 1791 et dénommé par Martin Heinrich Klaproth en 1795.C'est le neuvième élément par ordre d'abondance dans la croûte terrestre, et la plupart des roches éruptives ou sédimentaires en con […] Lire la suite
TUNGSTÈNE
Le tungstène est un élément métallique très réfractaire, appartenant au groupe Va de la classification périodique, qui comprend aussi le chrome et le molybdène. Ce métal, de la famille des éléments de transition, est à la fois un « aristocrate » et un « athlète », dont les qualités extrêmes exigent […] Lire la suite
URANIUM
L'uranium (symbole U, numéro atomique 92) est un élément chimique métallique très dense (d = 19), dur, dont la couleur grise rappelle celle du nickel. Pendant les cent cinquante ans qui suivirent sa découverte, en 1789, par Martin Heinrich Klaproth, on lui trouva peu d'applications – essentiellement la fabrication d'émaux –, et il fut étud […] Lire la suite
VANADIUM
Le vanadium est l'élément chimique de symbole V et de numéro atomique 23. C'est un élément de transition du groupe Va de la classification périodique. Il a été découvert de façon certaine en 1830, dans un minerai de fer suédois, par Nils Gabriel Sefström. Pour rappeler cette origine et pour faire état des riches colorations de ses dérivés, il l'appela vanadium, dérivé de Vanadí […] Lire la suite
ZINC
Le zinc (symbole Zn, numéro atomique 30) est un élément chimique métallique blanc bleuâtre appartenant au sous-groupe II b de la classification périodique. Quoiqu'il soit de grande consommation et que ses applications se rencontrent dans la vie courante, il est peu connu. Le zinc est cité pour la première fois sous sa dénomination actuelle par Paracelse dans son traité […] Lire la suite
ZIRCONIUM ET HAFNIUM
Lezirconium (symbole Zr, numéro atomique 40) et le hafnium (symbole Hf, numéro atomique 72) sont deux éléments chimiques métalliques de couleur gris argent appartenant au groupe IVa de la classification périodique.Découvert en 1789 par Martin Heinrich Klaproth dans un minerai de Ceylan (le jargon), le zirconium (du persan ze […] Lire la suite
Métaux et minéraux rares qualifiés de critiques par l'Union européenne
Le niveau de criticité est modulable selon les spécificités industrielles des pays. Pour les États-Unis, par exemple, le béryllium n'est pas critique dans la mesure où ils en contrôlent l'essentiel de la production mondiale. Tant au niveau de la demande que de l'offre,...
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Production annuelle mondiale du magnésium.
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Catalyseur de Jacobsen.
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Utilisations du nickel dans le monde
En a, les emplois primaires du nickel : plus des deux tiers du métal est utilisé pour la fabrication des aciers inoxydables. En b, les emplois finaux du nickel (source Nidi [Nickel Development Institute], 1990-2001).
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Nickel : pays producteurs et utilisateurs
Principaux pays producteurs (a) et utilisateurs (b) de nickel en 2005 (source : C.N.U.C.E.D. d'après les données statistiques de l'U.S.G.S. et celles du World Bureau of Metal Statistics, 2006).
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Nickel : production et consommation
Production (a) et consommation (b) mondiale de nickel entre 1935 et 2006, en milliers de tonnes (source : C.N.U.C.E.D. d'après les données statistiques de l'industrie et du Groupe d'étude international sur le marché).
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Réserves de nickel estimées en 2006 (source : C.N.U.C.E.D. d'après les données statistiques de l'U.S.G.S.).
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Offre (a) et demande (b) de platine par régions (en pourcentage), sur la moyenne 2002-2006 (source : secrétariat de la C.N.U.C.E.D. selon les données statistiques de Johnson Matthey, 2007).
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Évolution du prix du platine de 1968 à 2006, exprimé en dollars par once (1 once = 31,103 g) [source : secrétariat de la C.N.U.C.E.D. selon les données statistiques de Johnson Matthey, 2008].
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Prix du platine, de l'or et du palladium
Comparaison des prix du platine avec le palladium et l'or de 1987 à 2007, prix exprimés en dollars par once (source : secrétariat de la C.N.U.C.E.D. selon les données statistiques de Datastream, 2008).
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Platine : demande par secteur industriel
Répartition de la demande de platine par secteur en 2006 (source : secrétariat de la C.N.U.C.E.D. selon les données statistiques de Johnson Matthey, 2007).
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Avec le développement de nouvelles technologies, qui impliquent l'utilisation de métaux spécifiques produits en faibles quantités, la liste des métaux rares n'a cessé de s'allonger depuis les années 1980, passant d'une dizaine d'éléments à près de cinquante en 2012.
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Métaux rares : la crise du palladium
La crise du palladium a eu lieu à la fin de l'année 2000. Provoquée par la société russe Norilsk Nickel, principale productrice mondiale de ce métal rare – qui a limité l'offre –, cette crise a conduit à une envolée du prix de cette substance, et sa rapide substitution...
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Caractéristiques du marché des métaux rares
Les six stades caractérisant le marché des métaux rares associés au développement d'un nouveau produit de haute technologie.
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Chaîne de substitution technologique de la filière batterie rechargeable
Les batteries nickel-cadmium (Ni-Cd) ont été substituées par des batteries nickel-hydrure de métal (Ni-MH), lesquelles à leur tour ont été remplacées par les batteries lithium-ion (Li-ion). Désormais, on assiste à de nombreuses évolutions de la composition chimique de ces...
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La position du métal sur la courbe est un indicateur d'intensité de crise. Par exemple, pour l'indium, une crise est prévisible à court terme en raison d'une forte demande attendue pour développer notamment les technologies en couches minces de type CIGS (cuivre-indium-gallium-sélénium)...
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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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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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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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Platine : caractéristiques physico-chimiques
Caractéristiques physico-chimiques du platine.
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Producteurs de platine, palladium et rhodium
tabl. 2 - Principaux producteurs de platine, palladium et rhodium (en tonnes), en 2006 (source : London Platinum and Palladium Market [LPPM], 2007).
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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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Vanadium : production primaire
Production primaire de vanadium (tonnes de métal contenu).
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Vanadium : propriétés physiques
Propriétés physiques du vanadium.
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Vanadium : caractéristiques mécaniques
Caractéristiques mécaniques du vanadium.
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Vanadium : influence des éléments interstitiels sur les propriétés mécaniques
Influences de la teneur en éléments interstitiels sur les propriétés mécaniques du vanadium. Elle affecte toutes les caractéristiques et notamment l'aptitude à la transformation du métal. Cette dernière peut être estimée soit par la dureté du métal, soit par le rapport...
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Les métaux rares impliqués dans les économies d'énergie et les énergies renouvelables.
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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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Principaux minerais de chrome (d'après Udy).
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Constantes physiques et mécaniques
Principales constantes physiques et mécaniques du chrome.
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Minerais de cobalt classés par ordre d'importance.
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Quelques propriétés atomiques, physiques et mécaniques du cobalt.
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Analyse différentielle d'un échantillon
Courbes schématiques d'analyse thermique différentielle d'un échantillon de fer : on observe une hystérésis très nette à la transformation a⇌ɣ, alors que l'effet thermique correspondant au point de Curie apparaît à la même température au chauffage et au refroidissement.
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Les différentes limites élastiques du fer ; échantillon recuit ou vieilli (a), échantillon ayant subi un léger écrouissage préalable (b à i).
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Courbes de traction de deux éprouvettes de fer identiques (50 mm de long, 5 mm de large, 0,5 mm d'épaisseur) obtenues avec la micromachine Chevenard et présentant des lignes de Piobert-Lüders.
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Taille des grains recristallisés en fonction de la déformation
Schéma indiquant la taille des grains recristallisés en fonction du degré de déformation. E
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Pertes du poids dans les acides nitrique et sulfurique
Comparaison des pertes de poids du fer pur industriel dans l'acide nitrique et dans l'acide sulfurique à différentes concentrations.
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Température-composition du système fer-oxygène
Diagramme température-composition pour le système fer-oxygène.
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Teneur en carbone des constituants des aciers
Le diagramme simplifié représente en fonction de la température et de la teneur en carbone les domaines d'existence des différents constituants des aciers.
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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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Profilé tubulaire obtenu par filage
Section d'un profilé tubulaire particulièrement élancé obtenu par filage, d'un alliage de magnésium.
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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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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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Prix au kilogramme, à Londres, en décembre 1998 (en dollars)
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Tantale et niobium : propriétés physiques
Principales propriétés physiques du tantale et du noibium.
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Métaux réfractaires : vitesse d'oxydation
Vitesse d'oxydation des métaux réfractaires dans l'air en fonction de la température
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Tantale et autres métaux : résistances comparées
Résistances comparées du tantale et d'autres métaux dans HCl à 190 °C (a) et dans H
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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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Alliages réfractaires : résistance
Évolution de la résistance spécifique R/
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Schéma d'un condensateur électrolytique à anode poreuse en tantale
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Thorium : constantes physiques
Constantes physiques du thorium.
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Quelques alliages courants de titane.
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Métallurgie et application des produits
Métallurgie du tungstène et applications des produits.
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Propriétés du tungstène (l'élément et le métal).
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Trois compositions typiques de métaux-durs (carbures).
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Principaux minéraux uranifères.
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Structure cristalline de l'uranium
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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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Uranium pur et alliage : courbe de gonflement
Courbe du gonflement en fonction de la température pour l'uranium pur et pour l'alliage U-Mo-Al-Sn à 500 mégawatts-jours par tonne
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Productions de niobium, molybdène et vanadium
Productions primaires de niobium, de molybdène et de vanadium (en pourcentage).
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Principales propriétés physiques du zinc.
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Zirconium et hafnium : propriétés physiques
Propriétés physiques du zirconium et du hafnium.
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Propriétés physiques en fonction de la température
Propriétés physiques du zirconium et du hafnium.
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Éponge de zirconium et hafnium Van Arkel
Analyses types (ppm) de l'éponge de zirconium et du hafnium Van Arkel.
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Métaux et minéraux rares qualifiés de critiques par l'Union européenne
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Chaîne de substitution technologique de la filière batterie rechargeable
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Principaux produits ou filières industrielles utilisant des technologies innovantes et les métaux rares associés
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Vanadium : influence des éléments interstitiels sur les propriétés mécaniques
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Taille des grains recristallisés en fonction de la déformation
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Pertes du poids dans les acides nitrique et sulfurique
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