Worldlex Wiki Un matériau est une substance ou un mélange de substances qui constitue un objet . Les matériaux peuvent être purs ou impurs, vivants ou non. Les matériaux peuvent être classés en fonction de leurs propriétés physiques et chimiques , de leur origine géologique ou de leur fonction biologique . La science des matériaux est l'étude des matériaux, de leurs propriétés et de leurs applications.
Les matières premières peuvent être traitées de différentes manières pour influencer leurs propriétés, par purification, mise en forme ou introduction d'autres matières. De nouveaux matériaux peuvent être produits à partir de matières premières par synthèse .
Dans l'industrie , les matériaux sont des intrants dans les processus de fabrication pour produire des produits ou des matériaux plus complexes.
Éléments historiques
Les matériaux retracent l'histoire de l'humanité. Au système des trois âges préhistoriques ( âge de pierre , âge de bronze , âge de fer ) succèdent les âges historiques : l'âge de l'acier au XIXe siècle, l'âge des polymères au milieu du siècle suivant (âge du plastique) et l'âge du silicium dans la seconde moitié du XXe siècle.
Classification par utilisation
Les matériaux peuvent être largement classés en fonction de leur utilisation, par exemple :
- Les matériaux de construction sont utilisés pour la construction
- Les matériaux d'isolation des bâtiments sont utilisés pour conserver la chaleur à l'intérieur des bâtiments.
- Les matériaux réfractaires sont utilisés pour les applications à haute température
- Les matières nucléaires sont utilisées pour l’énergie nucléaire et les armes
- Les matériaux aérospatiaux sont utilisés dans les avions et d’autres applications aérospatiales
- Les biomatériaux sont utilisés pour des applications en interaction avec les systèmes vivants
La sélection des matériaux est un processus permettant de déterminer quel matériau doit être utilisé pour une application donnée.
Classification par structure
La structure des matériaux a une échelle de longueur différente selon le matériau. La structure et la composition d'un matériau peuvent être déterminées par microscopie ou spectroscopie .
Microstructure
En ingénierie , les matériaux peuvent être classés en fonction de leur structure microscopique :
- Plastiques : large gamme de matériaux synthétiques ou semi-synthétiques qui utilisent des polymères comme ingrédient principal.
- Céramiques : non-métaux , solides inorganiques
- Verres : solides amorphes
- Cristaux : un matériau solide dont les constituants (tels que les atomes , les molécules ou les ions ) sont disposés dans une structure microscopique hautement ordonnée, formant un réseau cristallin qui s'étend dans toutes les directions.
- Métaux : éléments chimiques purs ou combinés avec un comportement de liaison chimique spécifique
- Alliages : mélange d'éléments chimiques dont au moins un est souvent un métal.
- Polymères : matériaux à base de longues chaînes de carbone ou de silicium
- Hybrides : Combinaisons de plusieurs matériaux, par exemple des composites .
Structure à plus grande échelle
Un métamatériau est tout matériau conçu pour avoir une propriété que l'on ne trouve pas dans les matériaux naturels, généralement en combinant plusieurs matériaux pour former un composite et/ou en ajustant la forme , la géométrie , la taille , l'orientation et la disposition pour obtenir la propriété souhaitée.
Dans les mousses et les textiles , la structure chimique est moins pertinente pour les propriétés immédiatement observables que les caractéristiques matérielles à plus grande échelle : les trous dans les mousses et le tissage dans les textiles.
Classification par propriétés
Les matériaux peuvent être comparés et classés en fonction de leurs propriétés physiques à grande échelle.
Propriétés mécaniques
Les propriétés mécaniques déterminent la manière dont un matériau réagit aux forces appliquées .
Voici quelques exemples :
Propriétés thermiques
Les matériaux peuvent se dégrader ou subir des changements de propriétés à différentes températures. Les propriétés thermiques comprennent également la conductivité thermique et la capacité thermique du matériau , liées au transfert et au stockage de l'énergie thermique par le matériau.
Autres propriétés
Les matériaux peuvent être comparés et classés selon toute mesure quantitative de leur comportement dans diverses conditions. Parmi les propriétés supplémentaires notables figurent le comportement optique, électrique et magnétique des matériaux.