Les propriétés physiques et chimiques du fil de cuivre

Le cuivre est utilisé dans les industries de l’automobile, du bâtiment et des télécommunications. Historiquement, les Amériques ont été les plus grands producteurs de cuivre au monde, mais il est également exploité dans d’autres régions, comme l’Australie et certaines parties de l’Afrique. Le cuivre est surtout utilisé pour établir le courant électrique à travers les fils de cuivre ; de nombreuses propriétés physiques et chimiques du métal le rendent idéal pour une telle application. Les propriétés des fils électriques sont dérivées de leur composant central, qui est le cuivre.

Propriétés physiques

Le cuivre est un métal avec une teinte rougeâtre ou orange distincte, avec un lustre métallique. La structure cristalline cubique est centrée sur le visage et ne réfléchit que la lumière rouge et orange du spectre visible, ce qui lui donne la teinte rougeâtre familière. Comparé aux métaux adjacents dans le tableau périodique, le cuivre est plus dur que le zinc mais plus mou que le fer. Le métal est malléable, ce qui signifie qu’il peut être allongé sous pression et moulé sous différentes formes. Le cuivre est également ductile, ce qui lui permet de changer de forme et d’être étiré en de longues structures minces sans se briser. Ces propriétés, ainsi que sa capacité à très bien conduire l’électricité, rendent le cuivre utilisable dans la fabrication de câbles électriques, où ces caractéristiques physiques sont particulièrement souhaitables.

Propriétés chimiques

Le nombre atomique du cuivre utilisé dans les fils est de 29, ce qui signifie qu’il a 29 protons. Le symbole du cuivre est « Cu » et son poids atomique est de 63,54. Le cuivre est placé dans la colonne 1B du tableau périodique, avec l’argent et l’or, dont les symboles sont « Ag » et « Au », respectivement. Le cuivre a une dureté de Moh (un système de mesure pour évaluer la dureté des métaux) comprise entre 2,5 et 3. Le cuivre utilisé dans la fabrication des fils a une densité très élevée de 8,2, ce qui est beaucoup plus élevé que d’autres substances d’intérêt industriel, comme l’eau (1,0), le carbone (2,2) et le soufre (2,1). Les densités spécifiques de l’argent et de l’or sont toutes deux plus élevées que celles du cuivre, soit 10,5 et 19, respectivement. Les fils de cuivre ont une faible réactivité chimique ; en réaction avec d’autres éléments, le cuivre de laboratoire a une charge de +1, connu sous le nom de cuprous ou +2, connu sous le nom de cupric.

Corrosion

Le cuivre dans les fils électriques est résistant à la corrosion. Lorsqu’elle est exposée à l’air humide, la substance change de couleur, passant de l’orange rougeâtre au brun rougeâtre. Avec le temps, une fine pellicule verdâtre, appelée patine, recouvre la surface du métal, le protégeant ainsi de la dégradation par la corrosion.

Cuivre industriel

Le cuivre dans les fils électriques a un point de fusion de 583 degrés Centigrade (1083 degrés Celsius). Sa densité, mesurée en livres par pouce cube, est de 0,323 et sa résistance à la traction est de 35. La conductivité thermique du cuivre (mesurée à 20 degrés Celsius) est de 224 et sa conductivité électrique est de 10,37. Le coefficient de dilatation linéaire du cuivre est de 9,4.

Pour compléter : 1.