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Portail des sciences des matériaux

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La science des matériaux regroupe l'étude et la mise en œuvre des matériaux qui constituent les objets qui nous entourent : métaux, polymères, céramiques, etc. Elle repose sur la relation entre les propriétés, les performances d'un matériau et sa morphologie structurale. La connaissance et la maîtrise des phénomènes microscopiques (diffusion, arrangement des atomes, recristallisation, apparition de phases, etc.) confèrent aux scientifiques et aux industriels la possibilité d'élaborer des matériaux aux propriétés et aux performances voulues. La science des matériaux est au cœur de beaucoup des grandes révolutions techniques.

Lumière sur ...
Cliché de diffraction de la protéase virale 3CLpro cristallisée
Cliché de diffraction de la protéase virale 3CLpro cristallisée

La diffractométrie de rayons X est une méthode d'analyse physico-chimique. Elle ne fonctionne que sur la matière cristallisée (minéraux, métaux, céramiques, produits organiques cristallisés), mais pas sur la matière amorphe (liquides, polymères, verres) ; toutefois, la matière amorphe diffuse les rayons X, et elle peut être partiellement cristallisée, la technique peut donc se révéler utile dans ces cas-là. Par contre, elle permet de reconnaître des produits ayant la même composition chimique brute, mais une forme de cristallisation différente, par exemple de distinguer les différentes silices (quartz, cristobalite…), les différents aciers (acier ferritique, austénite…) ou les différentes alumines (corindon/alumine α, γ, δ, θ…).

Les rayons X, comme toutes les ondes électromagnétiques, provoquent un déplacement du nuage électronique par rapport au noyau dans les atomes. Ces oscillations induites provoquent une réémission d'ondes électromagnétiques de même fréquence : ce phénomène est appelé diffusion Rayleigh. La longueur d'onde des rayons X étant de l'ordre de grandeur des distances interatomiques (quelques angström), les interférences des rayons diffusés vont être alternativement constructives ou destructives. Selon la direction de l'espace, on va donc avoir un flux important de photons X, ou au contraire très faible ; ces variations selon les directions forment le phénomène de diffraction des rayons X. Ce phénomène a été découvert par Max von Laue et longuement étudié par sir William Henry Bragg et son fils sir William Lawrence Bragg.


Image du mois
>Nodules de nickel
Nodules de nickel purs (99,9 %), raffinés par électrolyse, à côté, pour comparaison, un cube d'1 cm3 de nickel pur.
Index thématique
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Métaux et alliages

Ferreux : Fer • Acier • Acier inoxydable • Fonte
Cuivreux : Cuivre • Bronze • Laiton • Cuproaluminium • Cupronickel • Maillechort • Billon • Zamak
Précieux : Or • Argent • Platine • Rhodium • Ruthénium • Palladium • Rhénium • Osmium • Iridium
Autres : Aluminium • Cadmium • Cobalt • Chrome • Gallium • Magnésium • Titane • Plomb • Rhénium • Étain • Manganèse • Molybdène • Mercure • Nickel • Tantale • Niobium • Zinc • Zirconium  Vanadium

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Polymères

Thermoplastique : Polyoléfine (PO) • Polyéthylène (PE) • Polypropylène (PP) • Polycarbonate (PC) • Polychlorure de vinyle (PVC) • Polystyrène (PS) • Polyamide (PA) • Polytétrafluoroéthylène (PTFE) • Polytéréphtalate d'éthylène (PET) • Polyoxyméthylène (POM) • Polyvinyle de butyral (PVB)
Thermodurcissable : Polyester • Mélamine • Époxyde • Phénoplastes (Bakélite) • Polyuréthane (PUR) • Polyépoxyde (Araldite) • Éthylène-acétate de vinyle (EVA)
Élastomère : Caoutchouc naturel • Styrène-butadiène • Polyuréthane • Éthylène-propylène • Polyisobutylène (PIB) • Néoprène (CR) • Styrène-butadiène

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Céramiques

Classique : Verre • Porcelaine • Faïence
Technique : Alumine • Carbure de bore • Carbure de silicium • Dioxyde d'uranium • Dioxyde de zirconium • Ferrite • Nitrure d'aluminium • Nitrure de bore • Nitrure de silicium • Oxyde de magnésium • Oxyde magnétique de fer • Oxyde de zinc • Saphir • Vitrocéramique


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Composites

Renforts : Fibre de verre • Fibre de carbone • Fibre d'Aramide • Fibre végétale
Matrices : Matrice métallique • Céramique • Polyester • Vinylester • Phénoplaste • Époxy • Polyimide

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Procédés

Obtention et Transformation : Calandrage • Enduction • Extrusion • Forgeage • Frittage • Injection • Laminage • Pultrusion • Rotomoulage • Soufflage • Thermoformage
Assemblage : Soudage • Brasage • Clinchage • Frettage
Traitement de surface : Galvanoplastie • Dépôt chimique en phase vapeur (CVD) • Dépôt physique par phase vapeur (PVD) • Electron beam physical vapor deposition (EBPVD) • Pulvérisation cathodique • Épitaxie par jet moléculaire (MBE) • Cémentation • Nitruration • Sablage • Grenaillage • Polissage • Brunissage

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Caractérisation

Essai mécanique : Traction • Compression • Résilience • Flexion • Fatigue • Fluage • Analyse mécanique dynamique (AMD) • Cisaillement
Essai de dureté : Vickers • Brinell • Rockwell • Knoop • Shore • Échelle de Mohs
Essai non destructif : Examen visuel (VT) • Contrôle par ressuage (PT) • Ultrasons (UT) • Émission acoustique (AT) • Thermographie (IRT) • Courants de Foucault (ET) • Magnétoscopie (MT) • Radiographie
Microscopie : Optique • Optique en champ proche • Électronique à balayage (MEB) • Électronique en transmission (MET) • À effet tunnel • À force atomique (AFM)
Analyse physico-chimique : Métallographie • Radiocristallographie (DRX) • Fluorescence X (XRF) • Spectrométrie d'étincelage • Spectrophotométrie • Colorimétrie • Thermogravimétrique (ATG) • Thermodifférentielle (ATD) • Calorimétrie différentielle à balayage (DSC)

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Propriétés

Physique : Masse volumique • Masse atomique • Composition • Indice de réfraction • Longueur de radiation
Electrique : Conductivité électrique • Constante diélectrique • Résistivité •
Thermique : Température de fusion • Dilatation thermique • Conductivité thermique • Chaleur spécifique • Chaleur latente
Mécanique : Allongement à la rupture • Coefficient de Poisson • Dureté • Module de Young • Limite d'élasticité • Résilience • Compressibilité • Viscosité • Fluage
Magnétique : Perméabilité magnétique • Susceptibilité magnétique • Température de Curie

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