Flashcards : Initiation aux matériaux — 62 cartes

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1Question

Qu'est-ce qui distingue un solide d'un matériau ?

Réponse

Un solide a un volume et une forme constants sans force extérieure, un matériau a des propriétés spécifiques pour une fonction.

2Question

Qu'est-ce qu'un solide ?

Réponse

Un état de la matière avec des molécules liées et un volume et forme constants sans force extérieure.

3Question

Qu'est-ce qu'un matériau ?

Réponse

Une substance ou objet avec composition chimique, structure et propriétés spécifiques pour une fonction.

4Question

Quels types de matériaux peuvent être naturels ?

Réponse

Les minéraux, matières organiques végétales et animales.

5Question

Quelles sont les quatre classes principales de matériaux ?

Réponse

Métalliques, organiques, minéraux et composites.

6Question

Que représentent les alliages à base de fer dans la production métallique mondiale ?

Réponse

Près de 90 % de la production mondiale.

7Question

Quelle est la teneur maximale en carbone dans l'acier ?

Réponse

Au maximum 2,1 % de carbone.

8Question

Quelle est la teneur en carbone dans la fonte ?

Réponse

De 2,1 à 6,69 % de carbone.

9Question

Qu'est-ce qu'un polymère ?

Réponse

Une substance composée de macromolécules formées par l'enchaînement répétitif d'au moins un type de monomère.

10Question

Quelle différence principale existe entre polymères thermoplastiques et thermodurcissables ?

Réponse

Les thermoplastiques deviennent malléables à chaud, les thermodurcissables durcissent généralement de façon irréversible.

11Question

Qu'est-ce qu'un matériau composite ?

Réponse

Un assemblage d'au moins deux composants non miscibles aux propriétés complémentaires.

12Question

Comment se forme une liaison ionique ?

Réponse

Par un échange d'électrons entre atomes.

13Question

Qu'est-ce qui caractérise une liaison covalente ?

Réponse

La mise en commun d'électrons entre atomes.

14Question

Qu'est-ce qui définit une liaison métallique ?

Réponse

Des électrons délocalisés pouvant se déplacer dans le cristal.

15Question

Quelles sont les liaisons faibles entre molécules ?

Réponse

Les liaisons de Van der Waals et les liaisons hydrogène.

16Question

Quelle est la nature des liaisons de Van der Waals et hydrogène ?

Réponse

Des interactions électrostatiques faibles entre molécules.

17Question

À quoi sont dues les liaisons faibles comme Van der Waals ?

Réponse

À l’attraction de dipôles légèrement dissymétriques.

18Question

De quoi sont constitués les matériaux 2D ?

Réponse

De feuillets développés suivant deux axes.

19Question

Quels matériaux sont des exemples de matériaux 2D ?

Réponse

Le graphène, le MoS2 et le schiste.

20Question

Quels types de matériaux comprennent les polymères non réticulés ?

Réponse

Les matériaux 1D.

21Question

Quels objets sont considérés comme matériaux 1D en plus des polymères ?

Réponse

Les tiges métalliques et les nanofils.

22Question

Dans quels domaines sont utilisés les matériaux 1D ?

Réponse

En optique, optoélectronique, électronique et biologie.

23Question

Quelle est la taille des objets nanométriques ?

Réponse

De 1 à une centaine de nanomètres.

24Question

Quelles formes peuvent avoir les objets nanométriques ?

Réponse

Triangulaires, pyramidaux, cubiques, parallélépipédiques ou sphériques.

25Question

Quelle est la base de l'approche top-down en nanomatériaux ?

Réponse

Elle part d'un matériau massif réduit à l'échelle nanométrique.

26Question

Sur quoi repose l'approche bottom-up en nanomatériaux ?

Réponse

Elle part de réactifs moléculaires et contrôle la croissance nanométrique.

27Question

Comment contrôle-t-on la croissance dans l'approche bottom-up ?

Réponse

Par l'ajout de molécules bloquant des sites de croissance.

28Question

Quel rôle jouent les nanoréacteurs dans l'approche bottom-up ?

Réponse

Ils créent des espaces de synthèse nanométriques.

29Question

Quels matériaux sont caractérisés par la RMN du proton et du carbone ?

Réponse

Les matériaux polymères.

30Question

Quelle technique caractérise les matériaux cristallins ?

Réponse

La diffraction des rayons X.

31Question

Quelles techniques sont utilisées pour caractériser les nanomatériaux ?

Réponse

La microscopie électronique en transmission et la granulométrie avec potentiel zêta.

32Question

Quels spectromètres fournissent des caractérisations indirectes par méthodes spectroscopiques ?

Réponse

Les spectromètres UV-visible-NIR, de fluorescence et infrarouge.

33Question

Quelles techniques caractérisent les surfaces des matériaux ?

Réponse

L’AFM et le microscope électronique à balayage.

34Question

Quelles techniques caractérisent la composition chimique des matériaux ?

Réponse

STEM-EDX, XPS et l’analyse élémentaire.

35Question

Qu'est-ce que l'élasticité d'un matériau ?

Réponse

C'est l'aptitude à reprendre sa forme et ses dimensions initiales après déformation.

36Question

De quoi dépend la rigidité d'un matériau ?

Réponse

Elle dépend de l'énergie des liaisons entre ses constituants.

37Question

Par quelle grandeur se mesure principalement la rigidité ?

Réponse

Par le module d'Young.

38Question

Qu'est-ce que la ductilité d'un matériau ?

Réponse

C'est l'aptitude à se déformer plastiquement sans se rompre.

39Question

Par quelle caractéristique se mesure la ductilité ?

Réponse

Par l'allongement A %.

40Question

Quelle condition définit un matériau ductile selon l'allongement A % ?

Réponse

A % doit être supérieur ou égal à 5 %.

41Question

Quelle condition définit un matériau fragile selon l'allongement A % ?

Réponse

A % est inférieur à 5 %.

42Question

Que caractérise la résistance d'un matériau ?

Réponse

La contrainte maximale supportée avant rupture.

43Question

Quelle condition d'énergie photonique provoque l'absorption dans un matériau ?

Réponse

L'énergie du photon doit vérifier hν>Egh\nu > E_g.

44Question

Que se passe-t-il lorsqu'un photon est absorbé selon hν>Egh\nu > E_g ?

Réponse

Un électron passe dans la bande de conduction et un trou reste dans la bande de valence.

45Question

Quelle énergie de bande interdite rend un matériau opaque dans le visible ?

Réponse

Une énergie inférieure à 1,8 eV rend le matériau opaque.

46Question

Quelle énergie de bande interdite rend un matériau transparent mais coloré ?

Réponse

Une énergie comprise entre 1,8 et 3,1 eV rend le matériau transparent mais coloré.

47Question

Quelle énergie de bande interdite rend un matériau transparent et incolore ?

Réponse

Une énergie supérieure à 3,1 eV rend le matériau transparent et incolore.

48Question

Quelles sont les longueurs d'onde aux frontières du spectre visible ?

Réponse

Environ 0,4 μm côté violet et 0,7 μm côté rouge.

49Question

À quelles énergies de bande interdite correspondent les frontières du spectre visible ?

Réponse

Eg = 3,1 eV pour le violet et Eg = 1,8 eV pour le rouge.

50Question

Quelle propriété optique a le CdS avec Eg = 2,6 eV ?

Réponse

Le CdS est un pigment jaune vif.

51Question

Quelle différence chimique existe entre composites à matrice polymère et métallique ?

Réponse

Les composites polymères ont des composants sans affinité chimique, les métalliques peuvent réagir.

52Question

Quels matériaux composent le béton armé ?

Réponse

Le béton et des armatures en acier.

53Question

Quels matériaux associe un composite avec fibres de verre ?

Réponse

Des fibres de verre et une résine polyester.

54Question

Qu'étudie l'optoélectronique ?

Réponse

Les composants qui interagissent avec la lumière ou en émettent.

55Question

Quels types de matériaux sont les matériaux optoélectroniques ?

Réponse

Ce sont tous des semi-conducteurs.

56Question

Quels exemples de semi-conducteurs inorganiques optoélectroniques ?

Réponse

Le silicium, le CdS et le GaAs.

57Question

Quels sont les principaux récepteurs optoélectroniques ?

Réponse

Les capteurs CCD, photodiodes, photorésistances, phototransistors et cellules photoélectriques.

58Question

Qu'arrive-t-il à la résistivité d'une photorésistance quand la lumière augmente ?

Réponse

Elle diminue.

59Question

Qu'est-ce qu'une diode laser ?

Réponse

Un composant qui émet une lumière monochromatique et cohérente.

60Question

À quoi sert une diode laser ?

Réponse

À transmettre des informations ou fournir une énergie lumineuse.

61Question

Qu'est-ce qu'une diode électroluminescente (LED) ?

Réponse

Une diode qui émet de la lumière quand un courant la traverse.

62Question

Dans quel sens une LED laisse-t-elle passer le courant ?

Réponse

Dans un seul sens.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 26 questions sur Initiation aux matériaux.

1. Quelle apparence dans le domaine visible correspond à une énergie de bande interdite de 2,4 eV2,4\ \text{eV} ?

2. Que devient la résistivité d’une photorésistance lorsque l’éclairement incident augmente ?

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