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Auteur(s)
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Jean-Charles DELOMEL : Maître-ès-sciences, Docteur de 3o cycle de l’Université de Lille - Ancien directeur de la R&D de la Division Conducteurs de la Société Nexans
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Le cuivre et l’aluminium jouent un rôle de premier plan dans l’élaboration des conducteurs électriques. Ils servent également de base à l’élaboration d’ alliages qui permettent d’atteindre des compromis exigés par certaines applications et se retrouvent également dans les bimétalliques et les métaux revêtus. En perpétuelle concurrence et après bien des luttes et des combats, les jeux sont pratiquement faits, chaque métal s’étant réservé les secteurs propres à sa compétence, modulé quelque peu par le facteur économique. Cependant, leur monopole durera-t-il face aux supraconducteurs récemment découverts et aux composites aux applications émergentes ?
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Cuivre et ses alliages
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1. Rappel de physique du solide
1.1 Propriétés des métaux
Le tableau de Mendeleïev rassemble les éléments chimiques que l’on classe en métaux et non-métaux. Les métaux se situent dans la partie gauche et centrale du tableau. La période Ia contient les métaux alcalins, la période IIa les alcalino-terreux, tandis que les périodes IIIb, IVb, Vb, VIb, VIIb, VIII, Ib, IIb contiennent les éléments de transition, tous métalliques. La période VIIa offre les halogènes et enfin la période 0, les gaz rares. Selon les règles de l’IUPAC ( International Union of Physics and Chemistry), les métaux se situent dans la période Ia, excepté l’hydrogène, dans les périodes IIa à IVa, et dans le triangle formé par l’aluminium, le thallium et le polonium.
Le caractère métallique se manifeste essentiellement au niveau de plusieurs propriétés qui diffèrent de celles de l’état non métallique : les métaux sont bons conducteurs de la chaleur et de l’électricité, possèdent un éclat lumineux et des propriétés mécaniques d’élasticité, plasticité, malléabilité et ductilité.
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La résistivité d’un matériau et son inverse, la conductivité caractérisent sa faculté de laisser passer plus ou moins facilement le courant électrique. Le passage d’un courant électrique d’intensité I dans un matériau de résistance R engendre un dégagement d’énergie, dit effet Joule :
W = R I2avec R résistance exprimée en ohm, W en watt et I en ampère.
Un matériau de longueur
, de section s a sa résistance électrique R qui est donnée par la loi d’Ohm :
avec :
- ρ :
- résistivité...
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Rappel de physique du solide
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MATTHIESEN - * - Vogt-Phil. Trans, 154 (1864)-167.
-
(2) - ZIEMEK (G.) - A new continuous process for the manufacture of copperclad aluminium conductors - . Wire Journal mars 1973 47-52.
-
(3) - ETHERINGTON (C.) - Conform continuous extrusion forming - . Non-ferrous wire handbook Tome II.
-
(4) - DRAPIER (C.) - Alliages pour conducteurs électriques - . Revue de Métallurgie, décembre 1978 699-720.
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