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Les objets qui nous entourent et que nous manipulons quotidiennement sont tous constitués d'une matière choisie pour sa bonne adaptation à la fonction de l'objet. Cet ouvrage regroupe toutes les informations et données indispensables sur les matériaux. Le lecteur trouvera ainsi l'essentiel sur la composition, la structure et les propriétés des principaux matériaux (métaux, alliages, polymères, céramiques, verres, composites, revêtements, matériaux cellulaires…). Dans cette nouvelle édition entièrement actualisée et augmentée ont été ajoutés des compléments techniques sur certains matériaux.
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sciences sup Aide-mémoire IUT • Licence • Master • Écoles d’ingénieurs Aide-mémoire science des matériaux 2e édition Michel Dupeux AIDE-MÉMOIRE SCIENCE DES MATÉRIAUX AIDE-MÉMOIRE SCIENCE DES MATÉRIAUX Michel Dupeux Professeur à l’université Joseph Fourier de Grenoble 2e édition Illustration de couverture : Essai de décollement au poinçon d’une brasure d’assemblage métal/céramique (cliché O. Kozlova) © Dunod, Paris, 2004, 2008 ISBN 978-2-10-053982-6 © Dunod – La photocopie non autorisée est un délit. Avant-propos Science de l’Ingénieur par excellence, la Science des Matériaux est une discipline transversale qui va de l’économie géopolitique des ressources à la sociologie des goûts du consommateur, en passant par la physicochimie du solide et les techniques de conception et de production. Avec au moins trois décennies de retard sur le monde anglo-saxon, elle commence enfin à être identifiée en France dans notre culture universitaire, technologique et industrielle, aux côtés des disciplines académiques traditionnelles figées par la classification d’Auguste Comte. Les spécialistes des diverses branches de la Science des Matériaux resteront certainement frustrés par la lecture de cet aide-mémoire, où ils ne retrouveront pas tous les détails des connaissances qu’ils cultivent quotidiennement. Malgré la part importante réservée aux rappels et définitions des caractéristiques et propriétés des matériaux, beaucoup de notions ont dû être résumées et simplifiées, pour laisser la place aux informations à caractère pratique. La bibliographie abondante en fin d’ouvrage devrait permettre aux lecteurs qui le souhaitent d’approfondir leurs connaissances. Nous nous sommes donc efforcés dans cet aide-mémoire de faire nôtre la phrase de Voltaire : « Je ressemble aux petits ruisseaux, je suis clair parce que je ne suis pas profond ». Je souhaite également exprimer ici ma reconnaissance à tous ceux qui m’ont encouragé et documenté pour la préparation de cet aidemémoire; outre mes proches et de nombreux collègues, je pense aussi aux générations d’étudiants dont les interrogations parfois dérou- VI Avant-propos tantes amènent toujours à se poser les « bonnes » questions, les plus élémentaires, et à en chercher les réponses sous la formulation la plus convaincante. Michel DUPEUX Table des matières CHAPITRE 1 • GÉNÉRALITÉS : QU’EST-CE QU’UN MATÉRIAU ? 1 1.1 Définition 1 1.2 Propriétés 2 © Dunod – La photocopie non autorisée est un délit. PARTIE 1 : COMPOSITION ET STRUCTURE CHAPITRE 2 • COMPOSITION CHIMIQUE DES MATÉRIAUX 7 2.1 Classification des éléments chimiques 7 2.2 Liaisons chimiques 12 2.3 Classification des matériaux et des propriétés 13 CHAPITRE 3 • STRUCTURE DES MATÉRIAUX SOLIDES 17 3.1 Solides amorphes 17 3.2 Solides cristallins 21 3.3 Effets de la composition chimique 30 3.4 Défauts cristallins 32 VIII Table des matières