Suite sur l'alliage de brasage au bismuth

Mercredi 18 mai 2011 par le Dr. Ron Lasky [voir biographie]

Les amis,

Quelques personnes m’ont posé des questions après mon dernier message sur les pâtes de brasage au bismuth. Les voici :

1.      Le point de fusion faible de ces pâtes de brasage est encourageant. Quelles sont les conditions d’utilisation réalistes du domaine ?

Les pâtes de brasage au bismuth ont tendance à être fragiles et des environnements à risque de choc par chute comme des téléphones mobiles ne sont pas conseillés. Cependant, la performance du cycle thermique de 0 à 100°C est bonne et les équipements de bureau, les télévisions, les ordinateurs fixes, etc. peuvent être de bons candidats.

2.     Je travaille avec vos collègues sur une application automobile et je suis curieux de savoir si vous avez une idée de la performance de cet alliage entre -40 et 0°C ? Nous n’avons pas étudié les alliages contenant du bismuth du fait de leur force de cisaillement inférieure mais peut être devrons nous le faire à l'avenir.

Nous ne trouvons aucun information sur la performance du cycle thermique à ces températures faibles.

3.     J’entends dire que le bismuth est plus rare que l’argent, si nous commençons à utiliser du bismuth dans des pâtes de brasage, cela les rendrait-il pas très chères ?

Une ancienne statistique de Prismark place l’utilisation mondiale de pâte de brasage à environ 50 000 tionnes métriques ™ par an.  Supposons que les pâtes de brasage au bismuth représentaient 5 % de part du marché (je pense que ce serait le plus élevé) soit 2 500 TM de pâte de brasage au bismuth (Bi57Sn42Ag1) ou 1 425 TM de bismuth.

Bien que l’occurrence du bismuth dans la croute terrestre soit de 0,009 ppm (celle de l’argent est de 0,075 ppm et celle de l’or de 0,004 ppm), environ 22 000 TM sont produites par an. Par comparaison, environ 2 000 TM d’or, 20 000 TM d’argent, 400 TM d’indium et 5 TM de rhodium sont produites chaque année. Par comparaison avec des métaux plus courants, la production totale de plomb est de 8 000 000 TM/an et celle de l’étain d’un peu moins de 700 000 TM.

 de façon réaliste, il me semble peu probable que l’utilisation de bismuth dans les pâtes de brasage, à 1 425 TM/an sur 22 000 TM,  affecterait beaucoup le prix, surtout si le taux d’adaptation est plus de l’ordre de 1 à 3 %, au lieu de 5 %. 

Pour ceux qui s’intéressent à la façon dont le bismuth est produit, cet article de Wikipedia peut être intéressant :

« D’après le sondage géologique des Etats-Unis, la production minière mondiale en 2009 de bismuth était de 7 300 tonnes, les principales contributions étant clles de la Chine (4 500 tonnes), du Mexique (1 200 tonnes) et du Pérou (960 tonnes).^[11] La production 2008 des raffineries de bismuth était de 15 000 tonnes, dont 78 % produit par la Chine, 8 % par le Mexique et 5 % par la Belgique.^[9]

La différence entre la production minière mondiale de bismuth et la production des raffineries traduit le statut du bismuth en tant que métal de produit dérivé. Le bismuth voyage dans un bouillon de plomb (qui peut contenir jusqu’à 10 % de bismuth) à travers plusieurs étapes de raffinage, jusqu’à ce qu’il soit récupéré grâce à la procédure Kroll-Betterton ou à la procédure Betts. La procédure Kroll-Betterton utilise une séparation pyrometallurgique du plomb en fusion des déchets de calcium-magnésium-bismuth contenant les métaux associés (argent, or, zinc, plomb, cuivre, tellure et arsenic) qui sont récupérés par divers flux et traitements pour obtenir un métal de bismuth très pur (plus de 99 % de Bi). La procédure Betts prend les anodes moulées du bouillon de plomb et les électrolise dans un électrolyte d’acide de fluorosilicate-hydrofluorosilice de plomb pour obtenir une cathode de plomb pure et une boue d’anode contenant du bismuth. Le bismuth se conduira de la même façon avec un autre de ses principaux métaux, le cuivre. La production mondiale de bismuth des raffineries est donc une statistique plus complète et plus fiable. »

Donc, je ne pense pas que l’approvisionnement et le prix du bismuth seront affectés par son utilisation dans les pâtes de brasage.

Au plaisir,

Dr. Ron

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