QCM : Couches minces, inox et tribologie (44 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle distinction structurale permet de différencier un cristal d’un verre ?

Le cristal est désordonné, tandis que le verre possède un ordre structural
Le cristal possède un ordre structural, tandis que le verre est désordonné
Le cristal et le verre possèdent tous deux un ordre structural périodique
Le cristal et le verre sont tous deux désordonnés à l’échelle structurale

Le cristal possède un ordre structural, tandis que le verre est désordonné

Explication

Un cristal est caractérisé par un ordre structural, alors que le verre est un matériau vitreux désordonné. L’affirmation selon laquelle le verre est ordonné et le cristal désordonné inverse cette distinction.

2. Quelle propriété caractérise la dureté d’un matériau ?

Sa capacité à conduire la chaleur
Sa résistance à la pénétration
Sa résistance à la corrosion
Sa capacité à se déformer sans rupture

Sa résistance à la pénétration

Explication

La dureté caractérise la résistance d’un matériau lorsqu’un pénétrateur tente de s’enfoncer dans sa surface. La résistance à la corrosion concerne plutôt les réactions chimiques avec l’environnement.

3. Quel ensemble d’effets est associé au durcissement par freinage des dislocations ?

Une limite élastique et une ténacité accrues, avec une dureté et une résistance à la traction réduites
Une dureté et une ductilité accrues, avec une limite élastique et une ténacité réduites
Une dureté, une limite élastique et une résistance à la traction accrues, avec une ductilité et une ténacité réduites
Une résistance à la traction et une ductilité accrues, avec une dureté et une limite élastique réduites

Une dureté, une limite élastique et une résistance à la traction accrues, avec une ductilité et une ténacité réduites

Explication

Le freinage des dislocations augmente la dureté, la limite élastique et la résistance à la traction, mais réduit la ductilité et la ténacité. Une hausse de la ductilité ne correspond donc pas à l’effet décrit pour ce durcissement.

4. Que mesure la ténacité KcK_c d’un matériau ?

Sa capacité à se déformer élastiquement sous une charge.
Sa résistance à la propagation d’une fissure.
Sa résistance à la déformation plastique permanente.
Sa capacité à amorcer une fissure sous une contrainte donnée.

Sa résistance à la propagation d’une fissure.

Explication

La ténacité KcK_c quantifie la résistance du matériau à la propagation d’une fissure. La capacité à se déformer élastiquement relève d’une autre propriété et ne définit pas la ténacité.

5. Lorsque deux atomes sont à leur distance interatomique d’équilibre, quel état énergétique caractérise leur interaction ?

L’énergie d’interaction est à son minimum, tandis que la dissociation correspond à leur séparation
L’énergie d’interaction est à son maximum, tandis que la dissociation correspond à leur rapprochement
L’énergie est nulle à l’équilibre, tandis que la dissociation correspond à la formation d’une liaison
L’énergie d’interaction augmente continuellement avec la distance, sans minimum d’équilibre

L’énergie d’interaction est à son minimum, tandis que la dissociation correspond à leur séparation

Explication

La distance d’équilibre correspond au minimum de l’énergie d’interaction, et dissocier les atomes signifie les séparer. Assimiler l’équilibre à un maximum énergétique inverse la caractéristique du minimum.

6. Lors d’un essai de dureté, comment définit-on la dureté vraie à partir de la force appliquée et de l’empreinte ?

Comme le rapport de la surface projetée de l’empreinte à la force appliquée
Comme le rapport de la force appliquée à la surface projetée de l’empreinte
Comme le produit de la force appliquée par la surface de contact réelle
Comme le rapport de la force appliquée au volume déplacé par le pénétrateur

Comme le rapport de la force appliquée à la surface projetée de l’empreinte

Explication

La dureté vraie est définie par H=FSprojeteˊeH=\frac{F}{S_{\mathrm{projetée}}}, soit la force appliquée divisée par la surface projetée de l’empreinte. Inverser ce rapport donne une grandeur différente, et non la dureté vraie.

7. Quelle classification distingue correctement les liaisons fortes des liaisons faibles ?

Les liaisons métallique et covalente sont faibles, tandis que les liaisons ionique et de van der Waals sont fortes
Les liaisons métallique, ionique et covalente sont fortes, tandis que celles de van der Waals sont faibles et intermoléculaires
Les liaisons métallique, ionique et de van der Waals sont fortes, tandis que la liaison covalente est faible
Les liaisons ionique et de van der Waals sont faibles, tandis que les liaisons métallique et covalente sont fortes

Les liaisons métallique, ionique et covalente sont fortes, tandis que celles de van der Waals sont faibles et intermoléculaires

Explication

Les liaisons métalliques, ioniques et covalentes sont fortes, alors que les interactions de van der Waals sont faibles et intermoléculaires. La classification qui considère van der Waals comme une liaison forte inverse cette distinction.

8. À l’échelle atomique, quel mécanisme détermine l’interaction entre deux atomes ?

Une répulsion qui les éloigne, compensée par une attraction à grande distance
Une alternance de forces qui ne dépend pas de leur distance
La compétition entre une attraction qui les rapproche et une répulsion qui limite leur rapprochement
Une attraction qui les rapproche jusqu’à leur fusion, sans effet répulsif

La compétition entre une attraction qui les rapproche et une répulsion qui limite leur rapprochement

Explication

L’interaction résulte de la compétition entre une attraction et une répulsion, cette dernière empêchant un rapprochement excessif. L’idée d’une attraction sans effet répulsif écarte à tort l’un des deux mécanismes.

9. Comment le carbone peut-il favoriser la corrosion intergranulaire dans un acier inoxydable au chrome ?

Il stabilise l’austénite aux joints de grains et empêche la diffusion du chrome vers la surface.
Il forme des carbures aux joints de grains, appauvrit le chrome dissous et réduit la protection contre la corrosion.
Il se dissout dans la ferrite, enrichit les joints de grains en chrome et renforce la protection contre la corrosion.
Il forme des carbures dans les grains, augmente le chrome dissous et favorise la passivation.

Il forme des carbures aux joints de grains, appauvrit le chrome dissous et réduit la protection contre la corrosion.

Explication

La formation de carbures de chrome aux joints de grains retire du chrome de la solution solide et affaiblit localement la protection contre la corrosion. L’enrichissement des joints en chrome renforcerait la protection, contrairement au mécanisme décrit.

10. Une pièce de forme complexe ne supporte qu’une faible température et exige un dépôt pur à vitesse élevée; quels critères doivent guider le choix de la technique de dépôt?

La compatibilité avec le matériau, la vitesse visée, la limite thermique, l’adhérence, la forme de la pièce et la pureté recherchée
La forme de la pièce et l’épaisseur visée, en considérant que le matériau et la température du substrat sont secondaires
La seule vitesse de dépôt et le coût de l’installation, indépendamment de la forme et de la température de la pièce
La température de fusion du dépôt et la nature du plasma, sans prendre en compte l’adhérence ni la pureté

La compatibilité avec le matériau, la vitesse visée, la limite thermique, l’adhérence, la forme de la pièce et la pureté recherchée

Explication

Le choix d’une technique dépend notamment du matériau, de la vitesse recherchée, de la température maximale supportée par le substrat, de l’adhérence, de sa forme et de la pureté souhaitée. Se limiter à la vitesse et au coût écarterait plusieurs contraintes déterminantes du cas décrit.

11. Quelle transformation cristallographique caractérise la transformation martensitique du fer lors du refroidissement?

Une transformation displacive de la phase cfc à chaud vers la phase cc à froid
Une transformation diffusive de la phase cfc à chaud vers la phase cc à froid
Une transformation displacive de la phase cc à chaud vers la phase cfc à froid
Une transformation diffusive de la phase cc à chaud vers la phase cfc à froid

Une transformation displacive de la phase cfc à chaud vers la phase cc à froid

Explication

La transformation martensitique est displacive et fait passer le fer de la structure cfc à chaud à la structure cc à froid. Une transformation diffusive décrirait un mécanisme différent.

12. Lorsqu’une surface glisse sur une autre en contact, comment se manifeste le frottement ?

Par un effort normal qui accompagne le mouvement relatif des surfaces.
Par un effort tangentiel qui s’oppose au mouvement relatif des surfaces.
Par une perte de matière qui entraîne le déplacement des surfaces.
Par un film de faible résistance au cisaillement entre les surfaces.

Par un effort tangentiel qui s’oppose au mouvement relatif des surfaces.

Explication

Le frottement s’oppose au mouvement relatif de deux surfaces en contact et se manifeste par un effort tangentiel opposé au mouvement. La perte de matière décrit l’usure, et non le frottement lui-même.

13. Que se produit-il lors de la trempe d’un acier Fe-Cr contenant plus de 13 % de chrome ?

Le chrome forme des carbures qui déclenchent la transformation martensitique.
Le chrome stabilise l’austénite et facilite la formation de martensite.
Le chrome stabilise la ferrite et empêche la transformation martensitique.
Le chrome retarde la formation de ferrite et maintient l’acier austénitique.

Le chrome stabilise la ferrite et empêche la transformation martensitique.

Explication

Au-delà de 13 % de chrome, celui-ci stabilise la structure ferritique, qui ne se transforme pas en martensite par trempe. La stabilisation de l’austénite est plutôt associée au nickel.

14. Lorsqu’une pièce d’acier plus épaisse doit être trempée, quel effet des éléments d’alliage favorise sa transformation correcte ?

Ils abaissent la teneur en carbone et suppriment la formation de martensite.
Ils décalent les courbes TTT vers la droite et augmentent la trempabilité.
Ils stabilisent la ferrite et empêchent toute transformation durant le refroidissement.
Ils décalent les courbes TTT vers la gauche et accélèrent la transformation.

Ils décalent les courbes TTT vers la droite et augmentent la trempabilité.

Explication

Le décalage des courbes TTT vers la droite améliore la trempabilité et permet de transformer des pièces plus épaisses lors de la trempe. Un décalage vers la gauche ne correspond pas à cet effet favorable.

15. Comment caractérise-t-on une loi de comportement en mécanique des matériaux ?

Elle décrit la géométrie du matériau au repos et se quantifie par une courbe température-temps
Elle décrit l’évolution de la structure atomique et se quantifie par une courbe énergie-distance
Elle décrit les défauts du réseau cristallin et se quantifie par une courbe masse-volume
Elle décrit la réponse du matériau à une sollicitation donnée et se quantifie par une courbe contrainte-déformation

Elle décrit la réponse du matériau à une sollicitation donnée et se quantifie par une courbe contrainte-déformation

Explication

Une loi de comportement relie la réponse d’un matériau à une sollicitation et se représente quantitativement par une courbe contrainte-déformation. Une courbe température-temps ne caractérise pas cette réponse mécanique.

16. Comment la résistance expérimentale à la rupture se compare-t-elle à la résistance théorique d’un matériau ?

Elle est généralement de 10 à 10⁴ fois plus élevée, alors que la résistance théorique est estimée autour de E/10E/10 à E/15E/15.
Elle est proche de la résistance théorique, estimée autour de E/10E/10 à E/15E/15, avec un écart inférieur à un facteur 10.
Elle est généralement de 10 à 10⁴ fois plus faible, alors que la résistance théorique est estimée autour de E/10E/10 à E/15E/15.
Elle est généralement de 10 à 10⁴ fois plus faible, alors que la résistance théorique est estimée autour de 10E10E à 15E15E.

Elle est généralement de 10 à 10⁴ fois plus faible, alors que la résistance théorique est estimée autour de $$E/10$$ à $$E/15$$.

Explication

La résistance mesurée expérimentalement est très inférieure à la valeur théorique, avec un écart de 10 à 10410^4 fois et une estimation théorique autour de E/10E/10 à E/15E/15. Le distracteur qui place la valeur théorique à 10E10E à 15E15E inverse l’échelle donnée.

17. Quelle différence caractérise la rupture d’un matériau fragile par rapport à celle d’un matériau ductile ?

Le matériau fragile absorbe l’énergie par déformation plastique, tandis que le matériau ductile rompt sans avertissement.
Le matériau fragile rompt brutalement en libérant l’énergie élastique, tandis que le matériau ductile en absorbe une partie par déformation plastique.
Le matériau fragile se déforme plastiquement avant de rompre, tandis que le matériau ductile libère toute son énergie d’un coup.
Les deux matériaux rompent brutalement, mais seul le matériau fragile emmagasine de l’énergie élastique.

Le matériau fragile rompt brutalement en libérant l’énergie élastique, tandis que le matériau ductile en absorbe une partie par déformation plastique.

Explication

Un matériau fragile peut rompre sans avertissement et libérer d’un coup l’énergie élastique emmagasinée, contrairement au matériau ductile qui en dissipe une partie par déformation plastique. Le distracteur qui attribue la déformation plastique au matériau fragile inverse cette distinction.

18. Dans le fer, quel appariement entre phase et type de maille cristalline est correct ?

La ferrite et l’austénite sont toutes deux cubiques centrées
La ferrite et l’austénite sont toutes deux cubiques à faces centrées
La ferrite est cubique à faces centrées et l’austénite cubique centrée
La ferrite est cubique centrée et l’austénite cubique à faces centrées

La ferrite est cubique centrée et l’austénite cubique à faces centrées

Explication

Dans le fer, la ferrite possède une structure cubique centrée, tandis que l’austénite est cubique à faces centrées. L’appariement inverse attribue à chaque phase la structure de l’autre.

19. À mesure qu’un métal s’écrouit pendant une déformation plastique, que devient la poursuite de cette déformation ?

Elle devient plus facile, car les dislocations disparaissent progressivement du matériau
Elle cesse de dépendre des dislocations, car le réseau cristallin se réorganise à l’équilibre
Elle exige une contrainte plus faible, car les dislocations se déplacent plus librement
Elle exige une contrainte plus élevée, car le mouvement des dislocations devient plus difficile

Elle exige une contrainte plus élevée, car le mouvement des dislocations devient plus difficile

Explication

L’écrouissage gêne progressivement le mouvement des dislocations et augmente la contrainte requise pour poursuivre la déformation plastique. L’idée d’un déplacement plus libre des dislocations contredit précisément ce mécanisme.

20. Quels sont les trois comportements mécaniques fondamentaux considérés pour les matériaux ?

Les comportements élastique, fragile et thermique
Les comportements visqueux, magnétique et élastique
Les comportements élastique, plastique et visqueux
Les comportements plastique, cristallin et visqueux

Les comportements élastique, plastique et visqueux

Explication

Les trois comportements mécaniques fondamentaux sont les comportements élastique, plastique et visqueux. Le comportement fragile ne fait pas partie de cette triade, contrairement au comportement plastique.

21. Quelle comparaison distingue correctement un alliage normalisé d’un alliage trempé ?

Le normalisé et le trempé refroidissent rapidement, mais seul le normalisé présente une structure hors équilibre
Le normalisé refroidit rapidement et peut être hors équilibre, tandis que le trempé refroidit lentement et suit les diagrammes de phases
Le normalisé refroidit lentement et est décrit par les diagrammes de phases, tandis que le trempé refroidit rapidement et peut être hors équilibre
Le normalisé et le trempé refroidissent lentement, mais seul le trempé est décrit par les diagrammes de phases

Le normalisé refroidit lentement et est décrit par les diagrammes de phases, tandis que le trempé refroidit rapidement et peut être hors équilibre

Explication

Le refroidissement lent conduit à l’état normalisé, dont la constitution est prédite par les diagrammes de phases; la trempe rapide produit des structures hors équilibre. L’affirmation selon laquelle le normalisé est hors équilibre inverse les caractéristiques des deux états.

22. Quelles étapes décrivent la séquence générale d’un procédé de dépôt sous vide?

Créer des espèces en phase vapeur, les transporter vers le substrat, puis faire croître la couche par nucléation et croissance, avec éventuellement un bombardement ionique
Chauffer le substrat jusqu’à sa fusion, le vaporiser, puis condenser les espèces sur la source de dépôt
Ioniser le substrat, le transporter vers la chambre, puis produire la couche par refroidissement sans nucléation
Créer des espèces solides, les transporter vers la cible, puis former la couche par dissolution dans le substrat

Créer des espèces en phase vapeur, les transporter vers le substrat, puis faire croître la couche par nucléation et croissance, avec éventuellement un bombardement ionique

Explication

Le procédé sous vide comprend la création d’espèces en phase vapeur, leur transport vers le substrat et la croissance de la couche par nucléation et croissance; un bombardement ionique peut s’y ajouter. La fusion du substrat n’est pas une étape de cette séquence générale.

23. Pour obtenir l’épaisseur minimale d’une couche antireflet, quelle expression faut-il utiliser?

e=3λ4Ne=\frac{3\lambda}{4N}
e=Nλ4e=\frac{N\lambda}{4}
e=λ2Ne=\frac{\lambda}{2N}
e=λ4Ne=\frac{\lambda}{4N}

$$e=\frac{\lambda}{4N}$$

Explication

L’épaisseur antireflet suit e=(2p+1)λ4Ne=\frac{(2p+1)\lambda}{4N} et sa valeur minimale correspond à p=0p=0, d’où e=λ4Ne=\frac{\lambda}{4N}. L’expression avec λ2N\frac{\lambda}{2N} ne résulte pas de cette condition minimale.

24. Quelle grandeur quantifie la résistance à la propagation d’une fissure et quelles unités peuvent l’exprimer ?

Le module d’Young EE, exprimé en N⋅m−3/2\mathrm{N\cdot m^{-3/2}} ou en Pa⋅m1/2\mathrm{Pa\cdot m^{1/2}}.
La déformation conventionnelle, exprimée en N⋅m−3/2\mathrm{N\cdot m^{-3/2}} ou en Pa⋅m1/2\mathrm{Pa\cdot m^{1/2}}.
La ténacité KcK_c, exprimée en N⋅m−3/2\mathrm{N\cdot m^{-3/2}} ou en Pa⋅m1/2\mathrm{Pa\cdot m^{1/2}}.
La contrainte de rupture, exprimée en N⋅m−3/2\mathrm{N\cdot m^{-3/2}} ou en Pa⋅m1/2\mathrm{Pa\cdot m^{1/2}}.

La ténacité $$K_c$$, exprimée en $$\mathrm{N\cdot m^{-3/2}}$$ ou en $$\mathrm{Pa\cdot m^{1/2}}$$.

Explication

La résistance à la propagation d’une fissure est caractérisée par la ténacité KcK_c, dont les unités comprennent N⋅m−3/2\mathrm{N\cdot m^{-3/2}} et Pa⋅m1/2\mathrm{Pa\cdot m^{1/2}}. Le module d’Young décrit une propriété élastique, et non cette résistance à la propagation.

25. Quelle séquence décrit le durcissement par précipitation d’un alliage Al-Cu ?

Tremper l’aluminium avant d’y dissoudre 4 % de cuivre à 550 °C, puis refroidir lentement pour dissoudre les précipités de CuAl₂
Dissoudre 4 % de cuivre dans l’aluminium à 20 °C, faire un revenu, puis tremper à 550 °C pour former de fins précipités de CuAl₂
Dissoudre 4 % de cuivre dans l’aluminium à 550 °C, refroidir lentement à 20 °C, puis faire un revenu qui élimine les précipités de CuAl₂
Dissoudre 4 % de cuivre dans l’aluminium à 550 °C, tremper pour obtenir une solution sursaturée à 20 °C, puis faire un revenu qui disperse de fins précipités de CuAl₂

Dissoudre 4 % de cuivre dans l’aluminium à 550 °C, tremper pour obtenir une solution sursaturée à 20 °C, puis faire un revenu qui disperse de fins précipités de CuAl₂

Explication

Le traitement commence par la mise en solution du cuivre à 550 °C, suivie d’une trempe produisant une solution sursaturée à 20 °C, puis d’un revenu qui disperse de fins précipités de CuAl₂. Le refroidissement lent proposé dans un distracteur ne remplace pas la trempe nécessaire à l’obtention de la solution sursaturée.

26. Dans quelle situation une fissure préexistante de profondeur aa provoque-t-elle une rupture brutale ?

Lorsqu’une contrainte suffisante réduit la profondeur de la fissure sans atteindre la condition de rupture du matériau.
Lorsqu’une contrainte suffisante permet d’atteindre la condition de rupture définie par la ténacité du matériau.
Lorsqu’une déformation plastique referme la fissure avant que la ténacité du matériau soit sollicitée.
Lorsqu’une contrainte extérieure reste inférieure à la condition de rupture définie par la ténacité du matériau.

Lorsqu’une contrainte suffisante permet d’atteindre la condition de rupture définie par la ténacité du matériau.

Explication

La rupture brutale survient quand la contrainte appliquée à une fissure préexistante atteint la condition de rupture associée à la ténacité du matériau. Une contrainte restant sous cette condition ne satisfait pas le critère décrit.

27. Dans le domaine élastique linéaire, quelle relation relie la contrainte σ\sigma, le module d’Young EE et la déformation ε\varepsilon ?

σ=Eε\sigma = \frac{E}{\varepsilon}
E=σ+εE = \sigma + \varepsilon
σ=E ε\sigma = E\,\varepsilon
ε=E σ\varepsilon = E\,\sigma

$$\sigma = E\,\varepsilon$$

Explication

La loi de Hooke en élasticité linéaire s’écrit σ=E ε\sigma = E\,\varepsilon : la contrainte est le produit du module d’Young par la déformation. La relation ε=E σ\varepsilon = E\,\sigma inverse le rôle du module et ne correspond pas à cette loi.

28. Lorsqu’une préparation de surface est réalisée avant un dépôt, quelles propriétés peut-elle modifier?

Des propriétés comme la vitesse de croissance du dépôt, la pression de vapeur et la température de la source d’évaporation
Des propriétés comme la température de fusion, la structure du substrat en profondeur et sa résistance mécanique globale
Des propriétés comme la composition du cœur, la masse volumique globale et la conductivité thermique du matériau massif
Des propriétés comme la composition, la mouillabilité, l’adhérence, la rugosité et les caractéristiques tribologiques ou électriques de la surface

Des propriétés comme la composition, la mouillabilité, l’adhérence, la rugosité et les caractéristiques tribologiques ou électriques de la surface

Explication

La préparation de surface peut modifier plusieurs propriétés physico-chimiques et spécifiques de la surface, dont sa composition, son aspect, sa mouillabilité, son adhérence, sa rugosité et ses caractéristiques tribologiques ou électriques. Les propriétés du cœur du matériau massif ne sont pas les caractéristiques visées ici.

29. Qu’est-ce qui définit un système de glissement dans un cristal ?

La combinaison d’une direction de glissement et d’une direction normale au plan correspondant.
La combinaison de deux plans de glissement qui se croisent dans le cristal.
La combinaison d’un plan de glissement et d’une direction de glissement située dans ce plan.
La combinaison d’un plan de glissement et d’une direction située hors de ce plan.

La combinaison d’un plan de glissement et d’une direction de glissement située dans ce plan.

Explication

Un système de glissement associe un plan de glissement à une direction de glissement contenue dans ce plan. Une direction hors du plan ne répond donc pas à la définition du système.

30. Pourquoi la mobilité des dislocations est-elle déterminante pour la déformation plastique d’un matériau cristallin ?

Parce que la déformation plastique dépend de la présence de dislocations, sans lien avec leur mobilité.
Parce que les dislocations mobiles empêchent la déformation plastique en bloquant le glissement cristallin.
Parce que les dislocations mobiles sont les défauts responsables de la déformation plastique, alors que leur présence seule ne suffit pas.
Parce que les dislocations immobiles produisent la déformation plastique, même si elles ne peuvent pas se déplacer.

Parce que les dislocations mobiles sont les défauts responsables de la déformation plastique, alors que leur présence seule ne suffit pas.

Explication

Les dislocations sont responsables de la déformation plastique des matériaux cristallins lorsqu’elles sont mobiles. Le distracteur qui fait dépendre la déformation de leur seule présence néglige le rôle essentiel de leur mobilité.

31. Quel est le rôle du film formé par un lubrifiant entre deux surfaces en mouvement ?

Augmenter l’effort tangentiel pour limiter le déplacement relatif.
Séparer les surfaces par une couche de faible résistance au cisaillement.
Accroître le contact direct afin de stabiliser le mouvement des surfaces.
Retirer les aspérités en provoquant leur cisaillement pendant le glissement.

Séparer les surfaces par une couche de faible résistance au cisaillement.

Explication

La lubrification protège contre le frottement et l’usure en séparant les surfaces par un film dont la résistance au cisaillement est faible. Un contact direct accru favoriserait plutôt les interactions responsables du frottement et de l’usure.

32. Lors d’un essai de traction avec réduction de section après le début de la plasticité, quelle comparaison entre contrainte conventionnelle et contrainte vraie est correcte ?

La contrainte conventionnelle rapporte la force à S0S_0, tandis que la contrainte vraie utilise la section instantanée SS et ne décroît pas dans la zone d’écrouissage plastique.
Les deux contraintes utilisent la section instantanée SS, mais la contrainte conventionnelle décroît dans la zone d’écrouissage plastique.
La contrainte conventionnelle rapporte la force à SS, tandis que la contrainte vraie utilise la section initiale S0S_0 et décroît dans la zone d’écrouissage plastique.
Les deux contraintes utilisent la section initiale S0S_0, mais la contrainte vraie augmente en raison de la déformation plastique.

La contrainte conventionnelle rapporte la force à $$S_0$$, tandis que la contrainte vraie utilise la section instantanée $$S$$ et ne décroît pas dans la zone d’écrouissage plastique.

Explication

La contrainte conventionnelle est calculée avec la section initiale S0S_0, tandis que la contrainte vraie tient compte de la section instantanée SS et ne décroît pas dans la zone d’écrouissage plastique. Le distracteur qui attribue S0S_0 à la contrainte vraie reprend précisément l’inversion entre les deux définitions.

33. Quels paramètres la fabrication d’une couche mince cherche-t-elle à contrôler?

La forme de la source, la pression ambiante et le volume du réacteur, sans objectif de contrôle de l’épaisseur déposée
La croissance, la structure cristalline, la morphologie, l’épaisseur et les propriétés d’usage, pour une épaisseur du nanomètre à plusieurs micromètres
La composition du substrat en profondeur, sa masse totale et sa température de fusion, pour une épaisseur de plusieurs millimètres
La vitesse de refroidissement du matériau massif, sa transformation de phase et sa dureté, pour une épaisseur de quelques centimètres

La croissance, la structure cristalline, la morphologie, l’épaisseur et les propriétés d’usage, pour une épaisseur du nanomètre à plusieurs micromètres

Explication

La fabrication vise à maîtriser la croissance, la structure cristalline, la morphologie, l’épaisseur et les propriétés d’usage de couches allant du nanomètre à plusieurs micromètres. Le contrôle de la seule forme de la source ou du volume du réacteur ne décrit pas ces objectifs de fabrication.

34. Une pièce soumise au frottement ne peut pas éviter toute usure : quelle mesure reste possible ?

Réduire ou contrôler la perte de matière et l’endommagement des surfaces.
Transformer l’usure en transfert de matière sans endommager les surfaces.
Empêcher toute perte de matière par l’augmentation de la force normale.
Supprimer le contact tout en conservant le même mécanisme de frottement.

Réduire ou contrôler la perte de matière et l’endommagement des surfaces.

Explication

L’usure correspond à une perte de matière et à un endommagement dus au frottement; elle ne peut être évitée, mais peut être réduite ou contrôlée. Un transfert de matière peut relever d’une forme d’usure et ne garantit donc pas l’absence d’endommagement.

35. Quel effet le revenu produit-il sur un acier martensitique grâce à la migration du carbone en sursaturation?

Il dissout les précipités de Fe₃C et maintient le réseau fortement contraint, ce qui accroît la fragilité tout en abaissant la dureté.
Il forme de fins précipités de ferrite et relaxe le réseau en austénite, ce qui accroît la dureté tout en réduisant la ductilité.
Il transforme le carbone en sursaturation en graphite et conserve le réseau martensitique, ce qui accroît la ductilité en supprimant la dureté.
Il forme de fins précipités de Fe₃C et relaxe le réseau en ferrite et cémentite, ce qui accroît la ductilité tout en gardant une dureté appréciable.

Il forme de fins précipités de Fe₃C et relaxe le réseau en ferrite et cémentite, ce qui accroît la ductilité tout en gardant une dureté appréciable.

Explication

Pendant le revenu, le carbone migre et forme de fins précipités de Fe₃C, tandis que le réseau se relaxe en ferrite et cémentite, améliorant la ductilité sans faire disparaître toute la dureté. La dissolution des précipités et le maintien des contraintes décrivent l’évolution inverse.

36. Par quel mécanisme un dépôt antireflet réduit-il la réflexion lumineuse?

Par une diffusion accrue des faisceaux réfléchis dans toutes les directions
Par des interférences destructives entre les faisceaux réfléchis
Par une absorption complète de la lumière dans le substrat
Par une augmentation de l’amplitude des faisceaux réfléchis à l’interface

Par des interférences destructives entre les faisceaux réfléchis

Explication

Le dépôt antireflet réduit la réflexion en créant des interférences destructives entre les faisceaux réfléchis. Une absorption complète dans le substrat n’est pas le mécanisme décrit.

37. Pourquoi la trempe d’un alliage Al-Mg peut-elle augmenter sa dureté et sa limite élastique ?

Le magnésium en sursaturation déforme le réseau d’aluminium et freine les dislocations
La trempe élimine le magnésium de la solution et assouplit le réseau d’aluminium
Le magnésium transforme l’aluminium en une structure à l’équilibre qui libère les dislocations
Le magnésium précipite sous forme de particules grossières qui facilitent le glissement

Le magnésium en sursaturation déforme le réseau d’aluminium et freine les dislocations

Explication

Après trempe, le magnésium en sursaturation déforme le réseau d’aluminium et bloque les dislocations, ce qui accroît la dureté et la limite élastique. Des précipités grossiers qui faciliteraient le glissement ne décrivent pas ce mécanisme de solution solide.

38. Comment un défaut peut-il déclencher une rupture fragile sous une contrainte extérieure donnée ?

Il dissipe l’énergie élastique à distance du défaut, ce qui transforme la fissure en déformation uniforme.
Il amplifie localement la contrainte, ce qui peut rompre des liaisons, amorcer une fissure puis entraîner sa propagation.
Il répartit la contrainte sur une zone plus vaste, ce qui peut ralentir la rupture des liaisons et refermer une fissure.
Il réduit la contrainte locale sous sa valeur extérieure, ce qui déclenche une déformation plastique avant toute fissuration.

Il amplifie localement la contrainte, ce qui peut rompre des liaisons, amorcer une fissure puis entraîner sa propagation.

Explication

Un défaut concentre la contrainte au voisinage de celui-ci, où elle peut dépasser la contrainte extérieure et amorcer la rupture des liaisons puis la propagation d’une fissure. Le distracteur qui décrit une répartition de la contrainte et une fermeture de fissure inverse le rôle du défaut.

39. Une surface présente des rayures et des micro-copeaux dus à des particules dures, tandis qu’un autre mécanisme fait passer de la matière sur la surface antagoniste : comment distinguer ces usures ?

L’usure abrasive enlève de la matière; l’usure adhésive la transfère à l’antagoniste.
L’usure adhésive enlève de la matière; l’usure abrasive la transfère à l’antagoniste.
Les deux sont abrasives, car elles provoquent un déplacement de matière.
Les deux sont adhésives, car elles impliquent un contact entre des surfaces.

L’usure abrasive enlève de la matière; l’usure adhésive la transfère à l’antagoniste.

Explication

L’usure abrasive enlève de la matière sous l’action de particules ou d’aspérités dures, tandis que l’usure adhésive transfère de la matière vers le corps antagoniste. Le transfert à l’antagoniste caractérise l’usure adhésive, pas l’usure abrasive.

40. Après le retrait d’une sollicitation, quelle distinction s’applique entre déformation élastique et déformation plastique ?

La déformation élastique est réversible, tandis que la déformation plastique est irréversible
Les deux déformations sont irréversibles, mais à des amplitudes différentes
La déformation élastique est irréversible, tandis que la déformation plastique est réversible
Les deux déformations sont réversibles, mais à des vitesses différentes

La déformation élastique est réversible, tandis que la déformation plastique est irréversible

Explication

Une déformation élastique disparaît de manière réversible après le retrait de la sollicitation, contrairement à une déformation plastique irréversible. L’affirmation qui rend la déformation plastique réversible confond les deux comportements.

41. Dans une pulvérisation cathodique, comment les espèces du matériau de la cible atteignent-elles le substrat?

Des électrons du substrat bombardent la cible, qui fond et s’écoule directement sur la surface à recouvrir
Des ions du substrat bombardent le plasma, qui transforme les espèces gazeuses en une couche sur la cible
Des atomes de la cible diffusent dans le substrat solide, lequel est ensuite retourné pour exposer son dépôt
Des ions énergétiques du plasma bombardent la cible, en arrachent des espèces qui se déposent sur le substrat

Des ions énergétiques du plasma bombardent la cible, en arrachent des espèces qui se déposent sur le substrat

Explication

En pulvérisation cathodique, des ions énergétiques provenant du plasma bombardent la cible et en arrachent des espèces qui se déposent sur le substrat. Le matériau n’est pas transféré par fusion et écoulement direct de la cible.

42. Quel choix d’éléments favorise une structure austénitique plutôt qu’une structure ferritique dans un acier ?

Le manganèse favorise la ferrite, tandis que le chrome favorise l’austénite.
Le chrome favorise l’austénite, tandis que le nickel favorise la ferrite.
Le nickel favorise l’austénite, tandis que le chrome favorise la ferrite.
Le carbone favorise l’austénite, tandis que le nickel favorise la ferrite.

Le nickel favorise l’austénite, tandis que le chrome favorise la ferrite.

Explication

Le nickel stabilise l’austénite, qui peut ainsi être maintenue à température ambiante, tandis que le chrome favorise la ferrite. Inverser les rôles du nickel et du chrome constitue une confusion fréquente.

43. Qu’est-ce qu’un plasma utilisé pour le dépôt de couches minces?

Un faisceau d’atomes solides, produit par le refroidissement d’un gaz à basse pression
Un liquide conducteur, formé par la condensation des espèces vaporisées sur une électrode
Un gaz neutre chauffé, dont les molécules restent non ionisées malgré les champs appliqués
Un gaz ionisé, produit en appliquant des champs électriques assez puissants pour ioniser le gaz

Un gaz ionisé, produit en appliquant des champs électriques assez puissants pour ioniser le gaz

Explication

Un plasma est un gaz ionisé, que l’on peut produire sur Terre en appliquant des champs électriques suffisamment puissants pour ioniser le gaz. Un gaz simplement chauffé mais non ionisé ne répond pas à cette définition.

44. Comment évolue le comportement élastoplastique d’un matériau quand la contrainte ou la déformation augmente ?

La déformation reste élastique jusqu’à la rupture, sans étape plastique.
Une déformation élastique est suivie d’une déformation plastique avant la rupture.
Une déformation plastique est suivie d’une déformation élastique avant la rupture.
La déformation devient plastique avant que le matériau ne présente une réponse élastique.

Une déformation élastique est suivie d’une déformation plastique avant la rupture.

Explication

Le comportement élastoplastique comprend d’abord une déformation élastique, puis une déformation plastique à mesure que la contrainte ou la déformation augmente, avant la rupture. Le distracteur qui place la plasticité avant l’élasticité inverse l’ordre des étapes.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 94 flashcards sur Couches minces, inox et tribologie.

Entre deux atomes, de quelles interactions résulte l’interaction totale ?

D’une attraction et d’une répulsion en compétition.

Quelles sont les trois catégories de liaisons fortes ?

Les liaisons métallique, ionique et covalente.

Quel est le caractère des liaisons de van der Waals ?

Elles sont faibles et intermoléculaires.

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Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Couches minces, inox et tribologie.

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