Structure et Propriétés des matériaux

Structure et Propriétés des matériaux

Notre professeur vous invite maintenant à réviser la structure et les propriétés des matériaux pour votre préparation au Baccalauréat Scientifique. Vous serez en mesure de mieux traiter votre exercice de spécialité si vous maîtrisez parfaitement...

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Notre professeur vous invite maintenant à réviser la structure et les propriétés des matériaux pour votre préparation au Baccalauréat Scientifique. Vous serez en mesure de mieux traiter votre exercice de spécialité si vous maîtrisez parfaitement ce cours !

 

Voici quelques exemples de matériaux dont les propriétés sont très utiles à l'homme.

I - Conduction électrique

Les matériaux conducteurs permettent le passage d'un courant électrique sous l'application d'une tension entre ses bornes.
Dans les liquides, ce courant est véhiculé par des mouvements d'ions.
Dans les solides, il est véhiculé par des électrons. Dans les solides, les électrons sont « rangés » dans des couches d'énergie croissante. La dernière couche, de niveau énergétique supérieur, est appelée bande de valence. Les électrons de cette couche sont mobiles, c'est-à-dire qu'une excitation extérieure (augmentation de la température, énergie lumineuse par exemple) peut augmenter leur niveau énergétique et les faire passer dans une couche d'énergie supérieure : la bande de conduction. Selon le solide considéré, la bande de valence et la bande de conduction ont des niveaux énergétiques plus ou moins proches, définissant plusieurs comportements vis-à-vis du courant :
  • Conducteurs : Deux situations permettent la mobilité des électrons. Ainsi, soit les deux bandes se chevauchent, soit la bande de valence est incomplète. En l'absence de tension appliquée à ses bornes, le mouvement des électrons est aléatoire. On parle alors d'équilibre électrostatique.
  • Semi-conducteurs : Les bandes sont séparées par un petit gap énergétique (1eV). Ce gap, ou bande interdite, correspond à l'énergie nécessaire pour faire passer un électron dans la bande de conduction. La conductivité des semi-conducteurs intrinsèques (matériau ultra pur) augmente faiblement avec la température. Elle est nulle au zéro absolu. Il est possible de doper ces semi-conducteurs en introduisant des impuretés dans la structure du cristal.
  • Isolants : Le gap énergétique est plus grand (6eV).

1 - Effet photovoltaïque

L'effet photovoltaïque est la capacité de certains semi-conducteurs à convertir directement l'énergie du soleil (photons) en électricité. Le matériau le plus souvent utilisé est le silicium.

2 - Supraconducteurs

Le mouvement des électrons dans un matériau induit par une tension est ralenti, notamment par les chocs entre les électrons : c'est la résistance. Cette résistance occasionne un réchauffement du matériau, appelé effet joule. A très basse température, certains matériaux ont la propriété de n'offrir aucune résistance à la circulation des électrons. Ce sont les supraconducteurs.

II - Système dispersé

Un système est dit dispersé si deux phases non miscibles sont mélangées intimement. Ils sont instables, les deux phases tendant naturellement à se séparer.

1 - Tensioactifs

Les tensioactifs (les phospholipides par exemple) ont un caractère amphiphile. En effet, ils présentent deux parties dans leur structure : l'une est hydrophile (la tête), l'autre hydrophobe (la queue, hydrocarbure).
Cette propriété leur permet de se placer à l'interface entre deux liquides non miscibles. Ainsi, la tête se solubilise dans l'eau et la queue dans les solvants hydrophobes. Ils permettent ainsi la stabilisation des émulsions (système dispersé liquide-liquide) ou des mousses liquides (système dispersé gaz-liquide).

III - Colles

Les colles permettent de souder deux matériaux entre eux. Ce sont le plus souvent des polymères capables de former des liaisons avec les matériaux à souder. Ces liaisons sont le plus souvent des interactions de Van der Waals (interactions faibles). Mais dans certains cas, des liaisons covalentes se forment, offrant ainsi une très forte adhésion.
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Les avis sur ce document

FannyJ18
5 5 0
20/20

Bonjour Stelle1, Il n'y a pas d'erreur dans le cours, puisque, contrairement à un semi-conducteur extrinsèque, la conductivité électrique de semi-conducteurs intrinsèques augmente faiblement avec la température :)

par - le 20/02/2017
Stelle1
3 5 0
12/20

La conductivité des semi conducteurs intrinsèques (matériau ultra pur) augmente faiblement avec la température (elle est nulle au zéro absolu) Il y a ici une erreur c'est la résistance qui augmente lorsque la température augmente. Sinon, bonne fiche de révision

par - le 11/02/2017

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