Nous expliquons ce que sont les matériaux et comment ces substances sont classées. Aussi, quelles sont ses caractéristiques et quelques exemples.
Quels sont les matériaux ?
Les différents éléments et substances, simples ou composés , nécessaires à la fabrication d’un objet sont appelés matériaux . Ces matériaux peuvent être de nature diverse, de sorte que leurs propriétés et caractéristiques inhérentes peuvent différer considérablement, que ce soit dans leur physique, leur chimie, leur conduction électrique ou leur structure.
L’étude de la nature des matériaux présente un grand intérêt pour l’ingénierie, la métallurgie, la physique et la chimie , ainsi que leurs domaines voisins, comme l’ architecture et la construction. Parmi les propriétés exceptionnelles des matériaux figurent: la dureté, la fragilité, la flexibilité, l’imperméabilité, la transparence et la conduction thermique et thermique.
En fonction de ces propriétés et d’autres, la sélection des matériaux à utiliser dans les différentes tâches de production et de construction industrielles, ou dans la fabrication expérimentale de nouvelles formes de matériaux est effectuée.
Les éléments susceptibles d’être transformés et regroupés en un ensemble plus ou moins hétérogène sont appelés matériaux .
Pour cette raison, le terme s’applique essentiellement à tout ensemble : fournitures scolaires (règles, cahier, crayons, etc.), fournitures de laboratoire (pipettes, gants, etc.) ou matériaux de construction (ciment, poutres, etc.).
Cependant, il existe la « science des matériaux » et le « génie des matériaux » , disciplines dont les objets d’étude sont essentiellement toutes les substances utilisables industriellement.
Cela peut vous aider : États de la matière
Selon son origine
Une première classification des différents matériaux existants est basée sur leur origine :
- matières naturelles . De nature animale, végétale ou minérale
- Matériaux artificiels ou synthétiques . Ils viennent de laboratoires et n’existent pas spontanément.
Par exemple, le bois , le cuivre , la laine et le coton sont des éléments naturels. En revanche, le plastique , le papier , le verre et la porcelaine sont artificiels ou synthétiques.
Tous les matériaux artificiels sont issus de la transformation contrôlée d’un ou plusieurs matériaux naturels : le plastique provient du pétrole , le papier de la cellulose du bois, le verre du sable, etc.
Selon sa dureté
La dureté est une propriété liée à la résistance de la matière à la déformation ou à la rupture lorsqu’elle est soumise à une force continue.
En ce sens, on peut parler de matériaux plus mous (ils cèdent aux forces qui les déforment) et plus durs (ils leur résistent).
Par exemple, l’acier , le diamant et le ciment sont des matériaux durs ; le plastique, le bois et le caoutchouc sont des matériaux souples.
Selon votre flexibilité
La flexibilité est la capacité des matériaux à changer de forme sans se rompre , une fois soumis à une force continue et stable . Selon leur flexibilité on peut parler de trois types de matériaux : souples, rigides et élastiques.
- Matériaux souples . Ils sont facilement déformables en appliquant une force. Par exemple : la pâte à modeler ou la masse souple utilisée en bricolage.
- Matériaux rigides ou cassants . Ils ont une capacité de flexion minimale, ils cassent au lieu de se déformer. Par exemple : la céramique .
- Matériaux élastiques . Ils sont capables de retrouver leur forme initiale (mémoire de forme) après avoir été déformés suite à l’application d’une force. Par exemple : le caoutchouc.
Selon votre ténacité
Les matériaux ont différents degrés de fragilité, c’est-à-dire la capacité de leurs particules à résister plus ou moins à la force qui tente de les séparer.
Il existe des matériaux durs difficiles à casser et des matériaux fragiles faciles à casser. Le diamant, l’acier, le béton sont tenaces ; tandis que la porcelaine, le verre et certains bois sont cassants.
Selon sa malléabilité
La malléabilité est la capacité de certains matériaux durs à se déformer et à se façonner sans se casser en appliquant une compression par la force.
Cela permet la séparation de ses particules en feuilles plus ou moins fines. Cette propriété s’applique surtout aux métaux, comme l’ or , l’aluminium , le platine, le cuivre ou le fer .
Voir aussi : Métaux et non-métaux .
Selon sa ductilité
La ductilité est similaire à la malléabilité en ce que les matériaux ductiles se déforment sous la force sans se casser , mais au lieu de produire des feuilles, ils produisent des fils ou des fils.
Les matériaux non ductiles, en revanche, sont considérés comme fragiles, car ils se cassent. Des exemples de matériaux ductiles sont : le platine, le cuivre, le zinc , le plomb et le plastique .
selon sa transparence
Les matériaux transparents sont ceux qui laissent passer la lumière à travers leur corps , permettant de voir ce qui se cache derrière eux à travers eux.
Cette propriété permet de distinguer les matériaux :
- transparente . Ils laissent passer la lumière . Par exemple : verre poli ou cellophane.
- opaque . Ils ne laissent pas passer la lumière. Par exemple : bois, carton ou plastique.
- translucide . Ils laissent passer la lumière mais la déforment ou la tamisent. Par exemple : le tissu, des verres épais et les prismes.
selon sa conductivité
La conductivité est la capacité de permettre à l’énergie de traverser leur corps , qu’il s’agisse d’énergie thermique (conductivité thermique) ou d’énergie électrique (conductivité électrique) ou les deux. Les matériaux qui ne sont pas conducteurs, en revanche, sont appelés isolants.
- Conductivité thermique . Cette propriété physique des matériaux consiste en la capacité de transférer de l’énergie cinétique entre les particules d’une substance et celles d’une autre qui lui est adjacente. Par exemple, le métal est un bon conducteur thermique : il suffit de chauffer une extrémité d’une tige métallique pour la sentir sur l’autre ; tandis que le plastique est un mauvais conducteur thermique et sert d’isolant.
- conductivité électrique . La conduction électrique dépend de la structure atomique et moléculaire des matériaux, notamment de la mobilité de leurs électrons. C’est la capacité d’un matériau à laisser passer le courant électrique. Il existe de bons conducteurs électriques, comme les métaux ou le graphène ; les semi-conducteurs tels que le silicium ou le carbone ; et des isolants tels que le verre, le mica ou le quartz.
Nouveaux matériaux
Les formes de matière produites par l’humanité dans les laboratoires , appliquant la technologie et les connaissances scientifiques contemporaines, sont qualifiées de « nouveaux matériaux » dans la production de substances qui n’existent pas dans la nature et sont dotées de propriétés physico-chimiques surprenantes.
Des exemples en sont l’aérographène, la substance existante la plus légère ; l’upsalite, le déshydratant le plus puissant inventé ; ou le graphène, un conducteur léger, fin et résistant, fabriqué à partir de carbone. Ce sont quelques-uns des matériaux les plus révolutionnaires jamais inventés par l’homme.
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