Science et génie des matériaux

S’appuyant sur le succès des éditions précédentes, cette édition met l’accent sur une solide compréhension de la structure, des caractéristiques et des propriétés des trois principaux types de matériaux (métaux, céramiques et polymères) et composites. L'auteur explique leur comportement ainsi que la meilleure façon de les utiliser dans l’exercice du métier d’ingénieur. D.R. Askeland multiplie les exemples pratiques et établit clairement les liens avec la réalité quotidienne.

Le contenu en quadrichromie reflète les dernières avancées dans le domaine, met en lien les technologies et produits importants et motive l’étudiant à maîtriser une compréhension des matériaux actuellement utilisés en ingénierie.

1 Introduction à la science et au génie des matériaux

1-1 Qu’est-ce que la science et le génie des matériaux ?

1-2 Classification des matériaux

1-3 Classification fonctionnelle des matériaux

1-4 Classification des matériaux en fonction de leur structure

1-5 Effets environnementaux et autres

1-6 Conception et sélection des matériaux

2 Structure atomique

2-1 Pertinence technologique de la structure des matériaux

2-2 Structure de l’atome

2-3 Structure électronique de l’atome

2-4 Tableau périodique des éléments

2-5 Liaison atomique

2-6 Énergie de liaison et distance interatomique

2-7 Différentes formes du carbone : relations entre l’organisation des atomes et les propriétés des matériaux

3 Arrangements atomiques et ioniques

3-1 Ordre à courte distance versus ordre à longue distance

3-2 Matériaux amorphes

3-3 Réseau, motif, maille élémentaire et structure cristalline

3-4 Transformations allotropiques ou polymorphiques

3-5 Noeuds, directions et plans cristallographiques dans la maille élémentaire

3-6 Sites interstitiels

3-7 Structures cristallines des matériaux ioniques

3-8 Structures covalentes

3-9 Techniques de diffraction pour l’analyse de la structure cristalline

4 Imperfections au sein des arrangements atomiques et ioniques

4-1 Défauts ponctuels

4-2 Autres défauts ponctuels

4-3 Dislocations

4-4 Signification des dislocations

4-5 Loi de Schmid

4-6 Influence de la structure cristalline

4-7 Défauts de surface

4-8 Importance des défauts

5 Mouvements atomiques et ioniques dans les matériaux

5-1 Applications de la diffusion

5-2 Stabilité des atomes et des ions

5-3 Mécanismes de diffusion

5-4 Énergie d’activation pour la diffusion

5-5 Vitesse (ou taux) de diffusion [Première loi de Fick]

5-6 Facteurs influençant la diffusion

5-7 Perméabilité des polymères

5-8 Profil de concentration [Deuxième loi de Fick]

5-9 Diffusion et mise en forme des matériaux

6 Propriétés mécaniques : Partie 1

6-1 Enjeux industriels

6-2 Terminologie des propriétés mécaniques

6-3 Essai de traction : Utilisation de la courbe contrainte-déformation

6-4 Propriétés établies par un essai de traction

6-5 Contrainte et déformation réelles

6-6 Essai de flexion pour les matériaux fragiles

6-7 Dureté des matériaux

6-8 Nanoindentation

6-9 Effet de la vitesse de déformation et comportement au choc

6-10 Propriétés établies par un essai de rupture par impact

6-11 Verres métalliques massifs et leur comportement mécanique

6-12 Comportement mécanique à petite échelle

6-13 Rhéologie des liquides

7 Propriétés mécaniques : Partie 2

7-1 Mécanique de la rupture

7-2 L’importance de la mécanique de la rupture

7-3 Caractéristiques microstructurales d’une rupture dans les matériaux métalliques

7-4 Caractéristiques microstructurales d’une rupture dans les céramiques, les verres et les composites

7-5 Analyse de la résistance à la rupture selon la loi de Weibull

7-6 Fatigue

7-7 Résultats d’un essai de fatigue

7-8 Application de l’essai de fatigue

7-9 Fluage, rupture et corrosion sous contrainte

7-10 Évaluation du comportement en fluage

7-11 Utilisation des données de fluage

8 Écrouissage et recuit

8-1 Relation entre l’écrouissage et la courbe contrainte-déformation

8-2 Mécanismes de l’écrouissage

8-3 Propriétés en fonction du taux de travail à froid

8-4 Microstructure, renforcement par texture et contraintes résiduelles

8-5 Caractéristiques du travail à froid

8-6 Les trois étapes du recuit

8-7 Contrôle du recuit

8-8 Recuit et mise en forme des matériaux

8-9 Travail à chaud

9 Solutions solides et équilibre de phases

9-1 Phases et diagramme de phase

9-2 Solubilité et solutions solides

9-3 Conditions pour obtenir une solubilité solide illimitée

9-4 Durcissement par solution solide

9-5 Diagrammes de phases isomorphes

9-6 Relation entre les propriétés et le diagramme de phase

9-7 Solidification d’un alliage à solution solide

9-8 Solidification et ségrégation hors équilibre

10 Durcissement par précipitation et diagrammes de phases eutectiques

10-1 Principes et exemples de durcissement par dispersion

10-2 Composés intermétalliques

10-3 Diagrammes de phases avec réactions à trois phases

10-4 Diagramme de phase eutectique

11 Durcissement par dispersion à l’aide de transformations de phase et de traitements thermiques

11-1 Nucléation et croissance des transformations à l’état solide

11-2 Alliages renforcés en outrepassant la limite de solubilité

11-3 Durcissement par précipitation et vieillissement ou durcissement structural

11-4 Évolution de la microstructure lors du durcissement structural

11-5 Effet de la température et du temps de vieillissement

11-6 Exigences du durcissement structural

11-7 Utilisation à haute température des alliages durcissables par vieillissement

11-8 Transformation eutectoïde

11-9 Contrôle de la réaction eutectoïde

11-10 Transformation martensitique et revenu

11-11 Alliages à mémoire de forme

12 Céramiques

12-1 Liaisons dans les céramiques

12-2 Structures des céramiques cristallines

12-3 Défauts dans les céramiques cristallines

12-4 Défauts dans les céramiques

12-5 Synthèse et mise en forme des céramiques cristallines

12-6 Composés de silice et de silicate

13 Matériaux polymériques

13-1 Classification des polymères

13-2 Polymérisation en chaîne et par étapes

13-3 Degré moyen de polymérisation

13-4 Thermoplastiques typiques

13-5 Relations structure–propriétés des thermoplastiques

13-6 Influence de la température sur les thermoplastiques

13-7 Propriétés mécaniques des thermoplastiques

13-8 Élastomères [Caoutchoucs]

13-9 Polymères thermodurcissables

13-10 Adhésifs

13-11 Mise en forme des polymères et recyclage

14 Composites: Travail d'équipe et synergie entre les matériaux

14-1 Composites renforcés par dispersion

14-2 Composites renforcés par des particules

14-3 Composites renforcés par des fibres

14-4 Caractéristiques des composites renforcés par des fibres

14-5 Mise en forme des fibres et des composites

14-6 Systèmes renforcés par des fibres et leurs applications

14-7 Composites structuraux

14-8 Exemples et applications des composites structuraux

14-9 Structures sandwichs

15 Corrosion et usure

15-1 Corrosion chimique

15-2 Corrosion électrochimique

15-3 Potentiel d’électrode dans les cellules électrochimiques

15-4 Courant de corrosion et polarisation

15-5 Types de corrosion électrochimique

15-6 Protection contre la corrosion électrochimique

15-7 Dégradation microbienne et polymères biodégradables

15-8 Oxydation et autres réactions gazeuses

15-9 Usure et érosion

Elèves-ingénieurs

Version numérique incluse : Découvrez votre code-jeton à l’intérieur du livre et rendez-vous sur le site des éditions Reynald Goulet pour accéder au contenu numérique.

Aucun téléchargement d’application n’est requis. Compatible avec les appareils iOS ou Android, et les ordinateurs Windows ou Mac OS.