1.Les familles de matériaux
Définition : un matériau est une matière permettant de construire un objet technique. Les matériaux peuvent avoir 2 origines:
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Origine Organique
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Origine Minérale
Les matériaux d'origine organique
Les végétaux
Les animaux
Les composés organiques
Bois, Coton, Bambou, paille, etc.
Cuir, Laine, Soie, etc...
PVC, PMMA,Plexyglass, Polystyrène
Les matériaux d'origine minérale
Les céramiques
porcelaine, verre, béton, etc.
Les minéraux
directement puisés dans le sol (exemple : granit, ardoise, sable…)
Les métaux
métaux purs (cuivre, fer, aluminium, etc.) et alliages. Un alliage est un matériau fabriqué à partir d’un ou de plusieurs métaux et d’éléments chimiques. Par exemple, le bronze est un alliage du cuivre et de l’étain.
Les matériaux composites.
Les composites
composé d’au moins deux matériaux de familles différentes. Exemple : Béton armé ( céramique + acier).
2. Les propriétés des matériaux
La distinction entre plusieurs matériaux peut se faire à partir de leurs propriétés :
1. La densité (masse volumique).
lLa densité d’un matériau est une mesure de sa masse par rapport à son volume. Elle permet de savoir si un matériau est léger ou lourd.
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Le plomb a une densité élevée, ce qui signifie qu'il est très lourd pour une petite taille.
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Le liège ou le polystyrène ont une densité faible, donc ils sont légers même pour des objets assez grands.
La densité de l'eau est de 1, ce qui explique qu'un objet avec une densité supérieure à 1, coule.
Exemple : quel est le matériau le plus lourd ?
4cm3 de PVC pèse 5g
10cm3 de bois pèse 8g
5 cm3 d’eau pèse 5g
5/4=1.25
8/10=0.8
5/5=1
BOIS <eau < pvc
2. Le magnétisme.
Propriété à être attiré par un aimant.
Exemple : Les métaux ferreux (qui contiennent du fer) sont magnétiques.
3. La conductivité thermique : Capacité de la matière à laisser passer la chaleur. Les métaux, comme le cuivre, sont de bons conducteurs thermiques, tandis que le bois ou le plastique sont de mauvais conducteurs thermiques, donc isolants.
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4. La conductivité électrique : Capacité de la matière à laisser passer le courant électrique. Certains matériaux permettent de faire passer l’électricité facilement, comme les métaux (le cuivre, par exemple), tandis que d'autres, comme le plastique ou le caoutchouc, sont des isolants et ne laissent pas passer l'électricité.
5. La dureté :
La dureté d’un matériau désigne sa capacité à résister aux rayures et à l’usure. Les diamants sont très durs, mais les végétaux le sont beaucoup moins.
6. L'élasticité : Capacité à reprendre sa forme initiale après une déformation.
Par exemple, une balle de tennis rebondit bien car elle est élastique. En revanche, un matériau non élastique, comme la terre cuite, ne reprend pas sa forme après avoir été déformé.
7. La capacité à résister à l’air ambiant
L'oxydabilité est la capacité d'un matériau à se dégrader lorsqu'il entre en contact avec l'oxygène de l'air ou avec de l'humidité. Ce phénomène est appelé oxydation et peut entraîner des changements dans l'apparence et les propriétés du matériau.
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Par exemple, le fer s'oxyde facilement lorsqu'il est exposé à l'air et à l'humidité, ce qui forme de la rouille.
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En revanche, des matériaux comme l'aluminium ou l'or résistent très bien à l'oxydation.
