Composition et propriétés du bronze

Composition et propriétés du bronze

Le bronze est l'un des premiers métaux connus de l'homme. Il est défini comme un alliage de cuivre et d'un autre métal, généralement de l'étain. Les compositions varient, mais le bronze le plus moderne contient 88% de cuivre et 12% d'étain. Le bronze peut également contenir du manganèse, de l'aluminium, du nickel, du phosphore, du silicium, de l'arsenic ou du zinc.

Bien que, à une époque, le bronze était un alliage composé de cuivre avec de l’étain et que le laiton était un alliage de cuivre avec du zinc, l’usage moderne a estompé les frontières entre laiton et bronze. Or, les alliages de cuivre sont généralement appelés laiton, le bronze étant parfois considéré comme un type de laiton. Pour éviter toute confusion, les musées et les textes historiques utilisent généralement le terme inclusif "alliage de cuivre". En sciences et en génie, le bronze et le laiton sont définis en fonction de la composition de leurs éléments.

Propriétés du bronze

Le bronze est généralement un métal doré, dur et cassant. Les propriétés dépendent de la composition spécifique de l'alliage ainsi que de la façon dont il a été traité. Voici quelques caractéristiques typiques:

  • Très ductile.
  • Le bronze présente un faible frottement contre d'autres métaux.
  • De nombreux alliages de bronze présentent la propriété inhabituelle d’étendre une petite quantité lorsqu’ils se solidifient d’un liquide à un solide. Ceci est souhaitable pour le moulage de sculptures, car cela permet de remplir un moule.
  • Fragile, mais moins que la fonte.
  • Lorsqu'il est exposé à l'air, le bronze s'oxyde, mais seulement sur sa couche externe. Cette patine est constituée d'oxyde de cuivre, qui finit par devenir du carbonate de cuivre. La couche d'oxyde protège le métal intérieur de la corrosion. Cependant, si des chlorures sont présents (comme dans l'eau de mer), des chlorures de cuivre peuvent se former, ce qui peut provoquer une "maladie du bronze" - une condition dans laquelle la corrosion agit à travers le métal et le détruit.
  • Contrairement à l'acier, le fait de bronzer contre une surface dure ne produira pas d'étincelles. Cela rend le bronze utile pour le métal utilisé autour de matériaux inflammables ou explosifs.

Origine du bronze

L'âge du bronze est le nom donné à l'époque où le bronze était le métal le plus dur largement utilisé. C'était le 4ème millénaire avant notre ère, à peu près à l'époque de la ville de Sumer au Proche-Orient. L'âge du bronze en Chine et en Inde s'est produit à peu près au même moment. Même à l'âge du bronze, il existait quelques objets en fer météoritique, mais la fonte du fer était rare. L'âge du bronze a été suivi par l'âge du fer, commençant vers 1300 av. Même à l'âge de fer, le bronze était largement utilisé.

Utilisations du bronze

Le bronze est utilisé en architecture pour les éléments de structure et de conception, pour les roulements en raison de ses propriétés de frottement et comme bronze au phosphore dans les instruments de musique, les contacts électriques et les hélices de navire. Le bronze à l'aluminium sert à fabriquer des machines-outils et certains roulements. La laine de bronze est utilisée à la place de la laine d'acier dans le travail du bois, car elle ne décolore pas le chêne.

Le bronze a été utilisé pour fabriquer des pièces de monnaie. La plupart des pièces "en cuivre" sont en réalité en bronze et consistent en cuivre avec 4% d'étain et 1% de zinc.

Le bronze est utilisé depuis l'Antiquité pour fabriquer des sculptures. Le roi assyrien Sennachérib (706-681 av. J.-C.) a prétendu être le premier à avoir moulé d'énormes sculptures en bronze à l'aide de moules en deux parties, bien que la méthode de la cire perdue ait été utilisée bien avant cette époque.