Matriaux

Time 2020-11-16 06:03:19

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Mat riauUn mat riau est une mati re d origine naturelle ou artificielle que l homme fa onne pour en faire des objets. C est par cons quent une mati re de base choisie cause de propri t s sp cifiques et mise en uvre en vue d un usage sp cifique.Cat gories :Mat riau Un mat riau est une mati re d origine naturelle ou artificielle que l homme fa onne pour en faire des objets. C est par cons quent une mati re de base choisie cause de propri t s sp cifiques et mise en uvre en vue d un usage sp cifique. La nature chimique, la forme physique (phases en pr sence, granulom trie et forme des particules, par exemple), l tat de surface, des diff rentes mati res premi res qui sont la base des mat riaux conf re ceux-ci des propri t s sp cifiques. On peut distinguer ainsi quatre grandes familles de mat riaux: La place du mat riau en ing nierie techniqueL ing nierie technique a pour objet de transformer un produit brut en un produit poss dant une fonction souhait e par l utilisateur. Cette transformation, ici la conception m canique, est sujette 4 interactions principales:La fonctionLe mat riauLa g om trieLe proc d La fonction de service est mod lis e sous la forme d un syst me technique qui repr sente chaque petite partie d un m canisme. Elle est issue d un cahier des charges. On fait ensuite appel une analyse de la valeur de chacune des parties afin d valuer les objectifs d optimisation. L ing nierie des mat riaux s int resse aux propri t s m caniques (r sistance des mat riaux), leur comportement sous l effet de forces et contraintes ext rieures. Pour cela, on dispose de la plupart de lois de la physique qu on nomme Lois de comportement (de la statique, de la dynamique... ). En r sistance des mat riaux, la g om trie intervient toujours dans ces lois de comportement. L ing nierie des mat riaux s int resse d sormais de fa on courante aux autres caract ristiques: physiques, thermiques, lectriques, environnementales, s curitaires et conomiques. Enfin, comme il faut transformer le mat riau, la prise en compte du proc d est in vitable. La difficult ce stade est qu il en existe de nombreux et dont les caract ristiques sont particuli rement diff rentes: mouler, extruder, souffler; usiner la fraise, au fil, l eau, au laser, l acide; meuler, polir, roder, lectroformer; forger, couler, fritter; d couper, emboutir... Dans chacune de ces tapes, le mat riau est central, car il est , in fine, l objet ou le support d un service. Le classement des mat riaux en conceptionOn recense peu pr s 80000 mat riaux utilis s en constructions diverses et , pour mieux se rep rer, les mat riaux sont fr quemment regroup s en six huit familles (selon les r f rences) :C ramiques (SiC, Al2O3, ZrO2, diamant, ciment, b ton ) M taux ferreux (aciers fortement et faiblement alli s, fontes) M taux non-ferreux (alliages d aluminium, de cuivre, de nickel, de titane, de zinc ) Polym res thermoplastiquesPolym res thermodurcissables lastom res et mousses (silicone, EPDM, gomme de nitrile (en) , polyur thane ) VerresComposites et naturels (bois, stratifi ) Pour des besoins de distinction des propri t s sp cifiques et/ou d une garantie sur ces propri t s, certaines r f rences distinguent les c ramiques poreuses (b ton, briques), les polym res techniques (PMMA) , ou m me la destination de leur usage (normes am ricaines AISI, ASTM, internationales ISO, europ ennes EN ), ou encore la performance qu apporte le mat riau la fonction souhait e[1]. Pour viter une distinction en classes et en sous-classes moyennement fructueuse (car redondantes entre les dispositifs), des outils de s lection des mat riaux (CES3 de Cambridge, FuzzyMat de Grenoble ) ont t labor s. Ils permettent d int grer facilement les nouvelles avanc es de la recherche en nanomat riaux et d int grer leurs propri t s physiques (microscopiques) particuli rement sp cifiques mais aussi leur condition de transformation. Ils permettent d int grer la contrainte (ou fonction) environnementale d une mani re dynamique plut t que r glementaire. Le classement des mat riaux pour le calculEn g n ral, on diff rencie les mat riaux ductiles et les mat riaux fragiles et la plupart de lois bien connues de la m canique s appliquent. Le cas des polym res est un cas part, car temp rature ambiante, on peut avoir diff rents tats de la mati re et par cons quent diff rentes lois applicables selon la nature du polym re. En effet, temp rature ambiante ou quelques dizaines de degr s Celsius, on peut rencontrer l tat fondu, caoutchoutique, vitreux ou semi-cristallin. Ce n est pas le cas des m taux qui sont plut t stables quelques centaines de degr s pr s. Pour tudier avec suffisamment de certitude la bonne utilisation d un polym re, on consid re dans un premier temps les 2 grandes cat gories, o les lastom res sont inclus:Thermodurcissables (not TD) : obtenus par r action de polym risation, g n ralement irr versible, par cons quent non-recyclables (insolubles et infusibles) Thermoplastiques (not TP) : class s en 4 cat gories (du moins cher au plus cher) :Polym res de grande diffusion: poly thyl ne PE, polypropyl ne PP, polychlorure de vinyl PVC, polystyr ne PS, poly- thyl ne-th r phtalate PETPolym res interm diaires: acrylonitrile, butadi ne, styr ne, ABS, PMMA, ac tate de cellulosePolym res techniques: polyamide PA, polycarbonate PC, polyoxyde de diph nyl ne PPOPolym res de sp cialit :polysulfur s: polysulfone PSUpolyfluor s: polyvinylid ne PVDF, t flon PTFE;siliconesPour une utilisation technique (calcul et caract ristiques physiques), on classe les polym res selon les caract ristiques de leurs monom res (mol cule primaire du poly-m re avant r ticulation) :Semi-cristallins (50% de la production) : polyol fines (PE, PP), polyesters et polyamides (PEST, PA) ; polyur thanes (PU), polym res fluor s (PTFE, PCTFE, PVFD) ;Amorphes: polym res chlor s (PVC), cellulosiques (ac tate, ac to-butyrate), silicones (SAN), polyacryliques (PMMA, PAN), styr niques (SAN, SB, ABS), polycarbonates (PC) ;Elastom res: polyisobutyl ne, caoutchouc butyle, butadi ne styr ne (SBR), butadi ne acrylonitrile (NBR), n opr ne polychloropr ne, thyl ne propyl ne (EPR), silicone, polyphosphaz nes;Thermo-durs (utilisation en dessous de la temp rature de transition vitreuse) : ph noplastes, aminoplastes, polyesters insatur s, poly poxydes (EP), polyur thanes (PU), polyimides (PI), silicones. Cette classification peut para tre indigeste, mais les distinctions l chelle microscopiques sont les suivantes:Amorphe (ou fondu) : les cha nes de polym re reposent les unes sur les autres et leur distribution est statistique (gaussienne) ;Elastom re (ou gel) : les cha nes poss dent des points de r ticulation (liaisons fortes) Thermo-durs: les cha nes sont constitu es de mol cules tri- ou t tra- fonctionnelles (liaisons fortes sur 3 axes) ;Semi-cristallins: des morceaux de cha nes sont cristallis es et d autres morceaux sont amorphes de fa on altern e. Article connexe: science des mat riaux. Caract ristiques des mat riauxUn mat riau peut tre caract ris selon de nombreux param tres: caract risation des mat riauxSa contrainte (fr quemment not e en sigma, son unit est le Pascal. Voir Tenseur des contraintes). Sa d formation (voir Tenseur des d formations). La contrainte est proportionnelle la d formation, le facteur de proportionnalit est not E et nomm module d lasticit (ou module de Young). contrainte = (Module d lasticit ) (d formation) [2] Propri t s physiquesMasse volumique. Les mat riaux masse volumique importante sont utilis s la fabrication de contre-poids ( quilibrage), volants d inertie, etc. Ceux faible masse volumique sont utilis s dans l a ronautique par exemple. C fficient de dilatation. Entre en jeu, par exemple pour des mat riaux soumis des carts de temp rature importants. Chaleur massique. Utilis s dans les accumulateurs thermiques des habitations. Temp rature de fusion. Mat riaux nomm s fondre (fusibles) Module de YoungC fficient de PoissonAspect du produitSurface. Couleur. Conductivit thermique, conductivit lectriquePorosit , perm abilit Voici quelques caract ristiques physiques des mat riaux: solidit , duret , couleur, poids, rigidit et forme. Co tEn g n ral, pour une application donn e, plusieurs mat riaux ou combinaisons de mat riaux sont susceptibles de r pondre au cahier des charges. Le concepteur, l ing nieur et l architecte sont par cons quent amen s rechercher le meilleur rapport co t/fonctions remplies. Notes et r f rencesPrincipaux mots-cl s de cette page : mat riaux - polym res - mat riau - propri t s - physique - technique - m taux - silicones - fonction - contraintes - caract ristiques - mati re - sp cifiques - ing nierie - lois - temp rature - cons quent - forme - grandes - classes - c ramiques - m canique - selon - cha nes - d formation - module - Ce texte est issu de l'encyclop die Wikipedia. Vous pouvez consulter sa version originale dans cette encyclop die l'adresse http://fr.wikipedia.org/wiki/Mat riaux. Voir la liste des contributeurs. La version pr sent e ici t extraite depuis cette source le 09/12/2010. Ce texte est disponible sous les termes de la licence de documentation libre GNU (GFDL). 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