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MATÉRIAUX

luonut Amy Geay

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LES FAMILLES DE MATÉRIAUX

COMPOSITES

ex : béton armé (béton + armature acier), pneumatiques (élastomère + toile+ fils d'acier)...

type de matériau d'apport

fibre organique (kevlar)

fibre de carbone (plus coûteuse)

fibre de verre (économique)

structure hétérogène contrairement à un alliage

matériau de base (matrice ou liant : polymère, céramique ou métal) renforcé par des fibres ou agrégats d'un autre matériau

MÉTAUX

non ferreux

Cuivre et ses alliages

ex : CW612N ou Cu Zn 36 Pb 3 (Alliage de Cuivre, 36% de Zinc et 3% de Plomb)

Bronze (cuivre + étain)

utilisé pour les coussinets et bagues de frottement

facile à mouler

faible coefficient de frottement

Laiton (cuivre + zinc)

utilisé pour pièce décolletées, tube...

peut être moulé ou forgé

bonne résistance à la corrosion

facile à usiner

Aluminium et ses alliages

Masse volumique (kg/m3) : 2 700

Rigidité (daN/mm²) : 7000 à 7500

Ténacité (Mpa) : 350

Limite élastique (Mpa) : 15 à 570

Température de fusion (°C) : 603 à 659 

conductivité électrique (siemens/m) : 36.9 10*6 

conductivité thermique (W·m⁻¹·K⁻¹ ) : 205 à 237 

coefficient de dilatation thermique (K^-1) : 23 * 10^-6 à 25 * 10^-6

ex : EN-AW-2017 ou Al Cu 4 Mg Si (Alliage d'Aluminium, 4% de Cuivre, moins de 4% de Manganèse et de Silicium)

très utilisé dans l'aéronautique du fait de leur légèreté

facilement usinable

ductile (extensible)

résistance mécanique faible

bon conducteur d'électricité et de chaleur

léger

ferreux

Fontes (fer + 1,67 à 4,2% de carbone)

ex : EN-JL-1050 (EN : norme européenne, fonte à graphite lamellaire, Re mini = 300MPa)

bonne résistance à l'usure par frottement

peu oxydables

économiques

bonne usinabilité

difficilement soudable

assez fragiles (cassantes)

Excellente coulabilité : propice au moulage

Aciers (fer + moins de 1% de carbone)

Masse volumique (kg/m3) : 7 850

Rigidité (daN/mm²) : 17000 à 28000 

Ténacité (Mpa) : 415

Limite élastique (Mpa) : 200 à 690

Température de fusion (°C) : 1343 à 1482

conductivité électrique (siemens/m) : 5.9*10^6

conductivité thermique (W·m⁻¹·K⁻¹ ) :50.2 

coefficient de dilatation thermique (K^-1) : 11 * 10^-6

Aciers fortement alliés

ex : X4 Cr Mo S 18 (X = acier fortement allié, 0,04% de carbone, 18% de Chrome, du Molybdène et du Soufre (moins de 18%))

usages particuliers (ex : acier inoxydable en milieu humide : acier + chrome)

au moins un élément d'addition > 5%

Aciers faiblement alliés

ex : 35 Cr Mo 4 S (0,35% de carbone, 1% de Chrome, moins de 1% de Molybdène, il est soudable)

haute résistance

élément d'addition < 5% en masse

Aciers non alliés

ex : S 185 (acier de construction avec une limite élastique à la traction "Re" de 185 MPa)

disponible sous forme de profilés aux dimensions normalisées

très utilisés en construction métallique

CÉRAMIQUES

2 familles :

Les céramiques techniques (le silicium pour la fibre optique, carbure pour les outils de coupe, abrasifs, laser, isolants...)

Les céramiques traditionnelles (ciments, plâtres, produits à base d'argile comme la faïence, la porcelaine... et produits à base de silice comme le verre, le cristal...)

principal inconvénient : fragilité

résistance à la chaleur, à l'usure, aux agents chimiques et à la corrosion

très dures et très rigides

matières premières les plus abondantes de la croûte terrestre

POLYMÈRES ou MATIÈRES PLASTIQUES

synthétiques

élastomères (caoutchoucs synthétiques)

ex : silicones

très grande élasticité

thermodurcissables

ex : EP (araldite), UP (polyester), polyuréthanne

impossible à remodeler par chauffage

ne ramollissent pas et ne se déforment pas sous l'action de la chaleur

thermoplastiques

ex : PTFE (polytétrafluoroéthylène) plus connu sous le nom de Téflon, polystyrène, PVC

peuvent être refondus et remis en oeuvre un grand nombre de fois

ramollissent et se déforment à la chaleur

très utilisés

naturels

caoutchouc...

résine

NOUVEAUX MATÉRIAUX

matériaux hybrides organiques-inorganiques

domaine des matériaux conducteurs, de l'optique, du médical et du pharmaceutique

nanocomposites à l'échelle moléculaire

nouveaux matériaux composites

composites à matrices céramiques (CMC)

utilisés par le spatial, le nucléaire, le militaire ainsi que le freinage

résistance aux hautes températures

applications de très haute technicité

composites à matrices métalliques (CMM)

ex : aluminium renforcé par de la fibre de verre (A380)

alliages métalliques renforcés par des fibres de carbone ou de verre

faible masse volumique

bonne tenue mécanique comparable aux matériaux homogènes comme l'acier

applications principales dans le transport aérien, maritime et ferroviaire, le bâtiment, l'aérospatial ainsi que les sports et loisirs

nanomatériaux

ex : nanofibre de carbone dans le domaine de la conductivité électrique, nanofeuilles de verre pour les disques optiques, nanocristal pour les microprocesseurs...

poudre, aérosol ou quasi-gaz, suspension liquide, gel possédant des propriétés particulières à cause de sa taille