QCM : Introduction aux Matériaux Solides — 22 questions

Explication

Un matériau est caractérisé par sa composition chimique, sa microstructure et son état physique. Les autres propositions ne correspondent qu’à des propriétés partielles ou à des critères de classement incomplets.

Explication

Un composite est un assemblage d’au moins deux matériaux de familles différentes qui ne se mélangent pas ; le béton armé en est un exemple classique. Le PVC est organique et le cuivre pur est métallique.

Explication

Une phase est une portion uniforme de matière, stable dans certaines conditions de température et de pression. Elle est définie par sa composition chimique et son état physique.

Explication

Au point triple, les trois phases coexistent en équilibre car les courbes d’équilibre se rencontrent. Le point critique concerne au contraire la disparition de la distinction liquide-vapeur.

Explication

À l’état solide, les ions sont fixes dans le réseau, mais quand le solide est fondu ou dissous ils peuvent se déplacer et transporter le courant. Cela explique l’absence de conduction à l’état solide.

Explication

Un solide moléculaire est constitué de molécules neutres, dont la cohésion dépend d’interactions de Van der Waals ou de liaisons hydrogène. Les autres propositions décrivent des solides ioniques, covalents ou métalliques.

Explication

Le diamant est un solide covalent en réseau tridimensionnel, ce qui explique sa très grande dureté et son caractère isolant. Le graphite, et non le diamant, est conducteur et en feuillets.

Explication

Dans un métal, la liaison métallique repose sur des cations plongés dans un gaz d’électrons délocalisés, ce qui permet la conduction électrique. Les autres propositions renvoient à d’autres types de solides.

Explication

Une maille primitive ne possède des nœuds qu’aux sommets, chaque nœud étant partagé entre huit mailles. Les mailles centrées ou faces centrées contiennent des nœuds supplémentaires.

Explication

Un site tétraédrique est délimité par quatre atomes voisins organisés en tétraèdre. Un site octaédrique, lui, est entouré de six voisins.

Explication

Dans une maille primitive, il n’y a de nœuds qu’aux 8 sommets, chacun étant partagé entre 8 mailles. Les autres propositions décrivent d’autres types de mailles ou un assemblage qui n’est pas la définition d’une maille primitive.

Explication

Un site tétraédrique est entouré de 4 atomes voisins, alors qu’un site octaédrique en est entouré de 6. La différence est donc géométrique, pas liée à la charge ou à une position imposée dans le cristal.

Explication

Les aciers sont des alliages fer-carbone dont la teneur en carbone reste comprise entre 0 et 2 % en masse. Au-delà de 2 %, on parle de fonte.

Explication

Le film passif est une couche superficielle qui limite fortement la corrosion, notamment grâce à sa formation au contact de l’eau ou du dioxygène. Il ne sert pas à modifier la teneur en carbone ni à rendre l’acier poreux.

Explication

La terre cuite est définie comme une argile mise en forme puis cuite au-dessus de 600 °C, sans que la cuisson supprime la porosité. La vitrification complète correspond plutôt à d’autres céramiques comme le grès ou la porcelaine.

Explication

Le grès est cuit deux fois et sa seconde cuisson, au-delà de 1200 °C, amorce une vitrification qui remplit les pores. L’émail peut concerner la faïence, pas la cause principale de la non-porosité du grès.

Explication

Les phyllosilicates sont des silicates en feuillets, empilés les uns sur les autres. Ils ne correspondent ni à des oxydes cubiques ni à des polymères organiques.

Explication

Les smectites gonflent fortement parce que leur structure permet l’insertion de beaucoup d’eau entre les feuillets. Leur comportement est lié à la structure lamellaire, pas à une forte conductivité ou à une fusion facile.

Explication

Le verre est défini comme un solide amorphe homogène, sans microdéfauts, où les atomes ne font que vibrer autour de leur position. Un solide cristallin, au contraire, possède un ordre périodique à longue distance.

Explication

Le verre borosilicaté contient du bore, ce qui diminue sa dilatation thermique et améliore sa résistance aux chocs thermiques. Le verre sodocalcique a au contraire une dilatation plus élevée.

Explication

Le PVC et le polystyrène sont cités comme des polymères relevant des matériaux organiques. Les matériaux métalliques et minéraux correspondent à d’autres familles, et un composite est un assemblage de matériaux de familles différentes.

Explication

Dans cette classification, les polymères sont rangés parmi les matériaux organiques. Les autres propositions décrivent respectivement un matériau métallique, un matériau minéral et un composite.