Nick Connor

À propos du carbure de bore

Le carbure de bore (formule chimique approximativement B4C) est un matériau céramique et covalent au bore-carbone extrêmement dur. C’est l’un des matériaux les plus durs connus, se classant au troisième rang derrière le diamant et le nitrure de bore cubique. C’est le matériau le plus dur produit en quantités de tonnage. 

Résumé

Nom	Carbure de bore
Phase à STP	solide
Densité	2520kg/m3
Résistance à la traction ultime	500 MPa
Limite d’élasticité	N / A
Module d’élasticité de Young	460 GPa
Dureté Brinell	40000 BHN
Point de fusion	2427°C
Conductivité thermique	30W/mK
Capacité thermique	1000 J/g·K
Prix	160 $/kg

Composition du carbure de bore

Carbure de bore, (B4C), composé cristallin de bore et de carbone. Le carbure de bore a une structure cristalline complexe typique des borures à base d’icosaèdre. 

Applications du carbure de bore

En raison de sa dureté élevée, la poudre de carbure de bore est utilisée comme abrasif dans les applications de polissage et de rodage, ainsi que comme abrasif en vrac dans les applications de découpe telles que la découpe au jet d’eau. En raison de sa dureté, associée à sa très faible densité, il a trouvé une application comme agent de renforcement de l’aluminium dans les armures militaires et les bicyclettes hautes performances, et sa résistance à l’usure l’a amené à être utilisé dans les buses de sablage et les joints de pompe. Le carbure de bore est également utilisé dans les barres de commande des réacteurs nucléaires. 

Propriétés mécaniques du carbure de bore

Force du carbure de bore

En mécanique des matériaux, la résistance d’un matériau est sa capacité à supporter une charge appliquée sans rupture ni déformation plastique. La résistance des matériaux considère essentiellement la relation entre les charges externes appliquées à un matériau et la déformation ou la modification des dimensions du matériau qui en résulte. Lors de la conception de structures et de machines, il est important de tenir compte de ces facteurs, afin que le matériau sélectionné ait une résistance suffisante pour résister aux charges ou forces appliquées et conserver sa forme d’origine.

La résistance d’un matériau est sa capacité à supporter cette charge appliquée sans défaillance ni déformation plastique. Pour la contrainte de traction, la capacité d’un matériau ou d’une structure à supporter des charges tendant à s’allonger est appelée résistance ultime à la traction (UTS). La limite d’élasticité ou la limite d’élasticité est la propriété du matériau définie comme la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement, tandis que la limite d’élasticité est le point où la déformation non linéaire (élastique + plastique) commence. En cas de contrainte de traction d’une barre uniforme (courbe contrainte-déformation), la  loi de Hooke décrit le comportement d’une barre dans la région élastique. Le module d’élasticité de Youngest le module d’élasticité pour les contraintes de traction et de compression dans le régime d’élasticité linéaire d’une déformation uniaxiale et est généralement évalué par des essais de traction.

Voir aussi : Résistance des matériaux

Résistance à la traction ultime du carbure de bore

La résistance à la traction ultime du carbure de bore est de 500 MPa.

Limite d’élasticité du carbure de bore

La limite d’élasticité du carbure de bore  est N/A.

Module d’élasticité du carbure de bore

Le module d’élasticité de Young du carbure de bore est de 460 MPa.

Dureté du carbure de bore

En science des matériaux, la  dureté  est la capacité à résister à  l’indentation de surface  ( déformation plastique localisée ) et  aux rayures . Le test de dureté Brinell  est l’un des tests de dureté par indentation, qui a été développé pour les tests de dureté. Dans les tests Brinell, un  pénétrateur sphérique dur est forcé sous une charge spécifique dans la surface du métal à tester.

L’  indice de dureté Brinell  (HB) est la charge divisée par la surface de l’indentation. Le diamètre de l’empreinte est mesuré avec un microscope à échelle superposée. Le nombre de dureté Brinell est calculé à partir de l’équation :

La dureté Brinell du carbure de bore est d’environ 40 000 BHN (converti).

Voir aussi : Dureté des matériaux

Propriétés thermiques du carbure de bore

Carbure de bore – Point de fusion

Le point de fusion du carbure de bore est de 2427 °C .

Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard. En général, la  fusion  est un  changement de phase  d’une substance de la phase solide à la phase liquide. Le  point de fusion  d’une substance est la température à laquelle ce changement de phase se produit. Le  point de fusion  définit également une condition dans laquelle le solide et le liquide peuvent exister en équilibre. Pour divers composés chimiques et alliages, il est difficile de définir le point de fusion, car il s’agit généralement d’un mélange de divers éléments chimiques.

Carbure de Bore – Conductivité Thermique

La conductivité thermique du carbure de bore  est  de 30 W/(m·K) .

Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la  conductivité thermique , k (ou λ), mesurée en  W/mK . C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par  conduction . Notez que  la loi de Fourier  s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.

La  conductivité thermique  de la plupart des liquides et des solides varie avec la température. Pour les vapeurs, cela dépend aussi de la pression. En général:

La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc généralement écrire  k = k (T) . Des définitions similaires sont associées aux conductivités thermiques dans les directions y et z (ky, kz), mais pour un matériau isotrope, la conductivité thermique est indépendante de la direction de transfert, kx = ky = kz = k.

Carbure de bore – Chaleur spécifique

La chaleur spécifique du carbure de bore est de 1000 J/g K .

La chaleur spécifique, ou capacité thermique spécifique,  est une propriété liée à l’énergie interne  très importante en thermodynamique. Les  propriétés intensives  c _v  et  c _p  sont définies pour des substances compressibles pures et simples comme des dérivées partielles de l’  énergie interne  u(T, v)  et de  l’ enthalpie  h(T, p) , respectivement : 

où les indices  v  et  p  désignent les variables maintenues fixes lors de la différenciation. Les propriétés  c _v  et  c _p  sont appelées  chaleurs spécifiques  (ou  capacités calorifiques ) car, dans certaines conditions particulières, elles relient le changement de température d’un système à la quantité d’énergie ajoutée par transfert de chaleur. Leurs unités SI sont  J/kg K  ou  J/mol K .

Propriétés et prix des autres matériaux

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À propos du graphite

Le graphite est une forme cristalline de l’élément carbone avec ses atomes disposés dans une structure hexagonale. Sa combinaison inhabituelle de propriétés est due à la structure cristalline du graphite. Les atomes de carbone sont disposés de manière hexagonale dans un système cyclique planaire condensé. Les couches sont empilées parallèlement les unes aux autres. Les atomes à l’intérieur des anneaux sont liés de manière covalente, tandis que les couches sont liées de manière lâche par les forces de van der Waals. Il se produit naturellement sous cette forme et est la forme de carbone la plus stable dans des conditions standard. Bien que le graphite soit flexible, il n’est pas élastique et possède une conductivité électrique et thermique élevée. Il est également chimiquement inerte et hautement réfractaire. Étant donné que le graphite présente une faible adsorption des rayons X et des neutrons, il est très précieux dans les applications nucléaires. 

Résumé

Nom	Graphite
Phase à STP	solide
Densité	2260kg/m3
Résistance à la traction ultime	14 MPa
Limite d’élasticité	N / A
Module d’élasticité de Young	11,5 GPa
Dureté Brinell	5 BHN
Point de fusion	3600°C
Conductivité thermique	200W/mK
Capacité thermique	720 J/g·K
Prix	3 $/kg

Composition du graphite

Sa combinaison inhabituelle de propriétés est due à la structure cristalline du graphite. Les atomes de carbone sont disposés de manière hexagonale dans un système cyclique planaire condensé. Les couches sont empilées parallèlement les unes aux autres. Les atomes à l’intérieur des anneaux sont liés de manière covalente, tandis que les couches sont liées de manière lâche par les forces de van der Waals. Il se produit naturellement sous cette forme et est la forme de carbone la plus stable dans des conditions standard. 

Applications du graphite

Les propriétés du graphite déterminent la variété des domaines de ses applications dans l’industrie, les transports, l’énergétique, la défense, la médecine, la science, le sport. En raison de sa stabilité à haute température et de son inertie chimique, le graphite est le candidat idéal pour les matériaux réfractaires. Selon l’USGS, la consommation américaine de graphite naturel dans les réfractaires était de 12 500 tonnes en 2010. Les balais de charbon pour moteurs électriques sont fabriqués à partir de graphite synthétique de haute pureté. Le graphite de haute pureté est également utilisé dans les réacteurs nucléaires comme modérateur de neutrons. Cela est dû à sa très faible section d’absorption. Le graphite naturel dans la fabrication de l’acier sert principalement à augmenter la teneur en carbone de l’acier en fusion. 

Propriétés mécaniques du graphite

Force du graphite

En mécanique des matériaux, la résistance d’un matériau est sa capacité à supporter une charge appliquée sans rupture ni déformation plastique. La résistance des matériaux considère essentiellement la relation entre les charges externes appliquées à un matériau et la déformation ou la modification des dimensions du matériau qui en résulte. Lors de la conception de structures et de machines, il est important de tenir compte de ces facteurs, afin que le matériau sélectionné ait une résistance suffisante pour résister aux charges ou forces appliquées et conserver sa forme d’origine.

La résistance d’un matériau est sa capacité à supporter cette charge appliquée sans défaillance ni déformation plastique. Pour la contrainte de traction, la capacité d’un matériau ou d’une structure à supporter des charges tendant à s’allonger est appelée résistance ultime à la traction (UTS). La limite d’élasticité ou la limite d’élasticité est la propriété du matériau définie comme la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement, tandis que la limite d’élasticité est le point où la déformation non linéaire (élastique + plastique) commence. En cas de contrainte de traction d’une barre uniforme (courbe contrainte-déformation), la  loi de Hooke décrit le comportement d’une barre dans la région élastique. Le module d’élasticité de Young est le module d’élasticité pour les contraintes de traction et de compression dans le régime d’élasticité linéaire d’une déformation uniaxiale et est généralement évalué par des essais de traction.

Voir aussi : Résistance des matériaux

Résistance à la traction ultime du graphite

La résistance à la traction ultime du graphite est de 14 MPa.

Limite d’élasticité du graphite

La limite d’élasticité du graphite  est N/A.

Module d’élasticité du graphite

Le module d’élasticité de Young du graphite est de 11,5 MPa.

Dureté du graphite

En science des matériaux, la  dureté  est la capacité à résister à  l’indentation de surface  ( déformation plastique localisée ) et  aux rayures . Le test de dureté Brinell  est l’un des tests de dureté par indentation, qui a été développé pour les tests de dureté. Dans les tests Brinell, un  pénétrateur sphérique dur est forcé sous une charge spécifique dans la surface du métal à tester.

L’  indice de dureté Brinell  (HB) est la charge divisée par la surface de l’indentation. Le diamètre de l’empreinte est mesuré avec un microscope à échelle superposée. Le nombre de dureté Brinell est calculé à partir de l’équation :

La dureté Brinell du graphite est d’environ 5 BHN (converti).

Voir aussi : Dureté des matériaux

Propriétés thermiques du graphite

Graphite – Point de fusion

Le point de fusion du graphite est de 3600 °C .

Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard. En général, la  fusion  est un  changement de phase  d’une substance de la phase solide à la phase liquide. Le  point de fusion  d’une substance est la température à laquelle ce changement de phase se produit. Le  point de fusion  définit également une condition dans laquelle le solide et le liquide peuvent exister en équilibre. Pour divers composés chimiques et alliages, il est difficile de définir le point de fusion, car il s’agit généralement d’un mélange de divers éléments chimiques.

Graphite – Conductivité thermique

La conductivité thermique du graphite  est  de 200 W/(m·K) .

Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la  conductivité thermique , k (ou λ), mesurée en  W/mK . C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par  conduction . Notez que  la loi de Fourier  s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.

La  conductivité thermique  de la plupart des liquides et des solides varie avec la température. Pour les vapeurs, cela dépend aussi de la pression. En général:

La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc généralement écrire  k = k (T) . Des définitions similaires sont associées aux conductivités thermiques dans les directions y et z (ky, kz), mais pour un matériau isotrope, la conductivité thermique est indépendante de la direction de transfert, kx = ky = kz = k.

Graphite – Chaleur spécifique

La chaleur spécifique du graphite est de 720 J/g K .

La chaleur spécifique, ou capacité thermique spécifique,  est une propriété liée à l’énergie interne  très importante en thermodynamique. Les  propriétés intensives  c _v  et  c _p  sont définies pour des substances compressibles pures et simples comme des dérivées partielles de l’  énergie interne  u(T, v)  et de  l’ enthalpie  h(T, p) , respectivement : 

où les indices  v  et  p  désignent les variables maintenues fixes lors de la différenciation. Les propriétés  c _v  et  c _p  sont appelées  chaleurs spécifiques  (ou  capacités calorifiques ) car, dans certaines conditions particulières, elles relient le changement de température d’un système à la quantité d’énergie ajoutée par transfert de chaleur. Leurs unités SI sont  J/kg K  ou  J/mol K .

Propriétés et prix des autres matériaux

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À propos de la fibre de carbone

La fibre de carbone est un polymère qui est un matériau très résistant qui est également très léger. Les fibres de carbone présentent plusieurs avantages, notamment une rigidité élevée, une résistance élevée à la traction, un faible poids, une résistance chimique élevée, une tolérance aux températures élevées et une faible dilatation thermique. La fibre de carbone est cinq fois plus résistante que l’acier et deux fois plus rigide. Bien que la fibre de carbone soit plus solide et plus rigide que l’acier, elle est plus légère que l’acier ; ce qui en fait le matériau de fabrication idéal pour de nombreuses pièces. Les fibres de carbone sont généralement combinées avec d’autres matériaux pour former un composite. 

Résumé

Nom	Fibre de carbone
Phase à STP	solide
Densité	2000kg/m3
Résistance à la traction ultime	4000 MPa
Limite d’élasticité	2500 MPa
Module d’élasticité de Young	500 GPa
Dureté Brinell	N / A
Point de fusion	3657°C
Conductivité thermique	100W/mK
Capacité thermique	800 J/g·K
Prix	22 $/kg

Composition de la fibre de carbone

Pour produire une fibre de carbone, les atomes de carbone sont liés ensemble dans des cristaux qui sont plus ou moins alignés parallèlement au grand axe de la fibre car l’alignement des cristaux donne à la fibre un rapport résistance/volume élevé (en d’autres termes, il est fort pour sa taille). Plusieurs milliers de fibres de carbone sont regroupées pour former un câble, qui peut être utilisé seul ou tissé dans un tissu. 

Applications de la fibre de carbone

La fibre de carbone est notamment utilisée pour renforcer les matériaux composites, en particulier la classe de matériaux connus sous le nom de polymères renforcés de fibre de carbone ou de graphite. La fibre de carbone peut avoir un coût plus élevé que d’autres matériaux, ce qui a été l’un des facteurs limitants de l’adoption. Dans une comparaison entre les matériaux en acier et en fibre de carbone pour les matériaux automobiles, la fibre de carbone peut être 10 à 12 fois plus chère. L’utilisation croissante de composites en fibre de carbone déplace l’aluminium des applications aérospatiales au profit d’autres métaux en raison de problèmes de corrosion galvanique. 

Propriétés mécaniques de la fibre de carbone

Résistance de la fibre de carbone

En mécanique des matériaux, la résistance d’un matériau est sa capacité à supporter une charge appliquée sans rupture ni déformation plastique. La résistance des matériaux considère essentiellement la relation entre les charges externes appliquées à un matériau et la déformation ou la modification des dimensions du matériau qui en résulte. Lors de la conception de structures et de machines, il est important de tenir compte de ces facteurs, afin que le matériau sélectionné ait une résistance suffisante pour résister aux charges ou forces appliquées et conserver sa forme d’origine.

La résistance d’un matériau est sa capacité à supporter cette charge appliquée sans défaillance ni déformation plastique. Pour la contrainte de traction, la capacité d’un matériau ou d’une structure à supporter des charges tendant à s’allonger est appelée résistance ultime à la traction (UTS). La limite d’élasticité ou la limite d’élasticité est la propriété du matériau définie comme la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement, tandis que la limite d’élasticité est le point où la déformation non linéaire (élastique + plastique) commence. En cas de contrainte de traction d’une barre uniforme (courbe contrainte-déformation), la  loi de Hooke décrit le comportement d’une barre dans la région élastique. Le module d’élasticité de Youngest le module d’élasticité pour les contraintes de traction et de compression dans le régime d’élasticité linéaire d’une déformation uniaxiale et est généralement évalué par des essais de traction.

Voir aussi : Résistance des matériaux

Résistance à la traction ultime de la fibre de carbone

La résistance à la traction ultime de la fibre de carbone est de 4000 MPa.

Limite d’élasticité de la fibre de carbone

La limite d’élasticité de la fibre de carbone  est de 2500 MPa.

Module d’élasticité de la fibre de carbone

Le module d’élasticité de Young de la fibre de carbone est de 500 MPa.

Dureté de la fibre de carbone

En science des matériaux, la  dureté  est la capacité à résister à  l’indentation de surface  ( déformation plastique localisée ) et  aux rayures . Le test de dureté Brinell  est l’un des tests de dureté par indentation, qui a été développé pour les tests de dureté. Dans les tests Brinell, un  pénétrateur sphérique dur est forcé sous une charge spécifique dans la surface du métal à tester.

L’  indice de dureté Brinell  (HB) est la charge divisée par la surface de l’indentation. Le diamètre de l’empreinte est mesuré avec un microscope à échelle superposée. Le nombre de dureté Brinell est calculé à partir de l’équation :

La dureté Brinell de la fibre de carbone est d’environ N/A.

Voir aussi : Dureté des matériaux

Propriétés thermiques de la fibre de carbone

Fibre de carbone – Point de fusion

Le point de fusion de la fibre de carbone est de 3657 °C .

Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard. En général, la  fusion  est un  changement de phase  d’une substance de la phase solide à la phase liquide. Le  point de fusion  d’une substance est la température à laquelle ce changement de phase se produit. Le  point de fusion  définit également une condition dans laquelle le solide et le liquide peuvent exister en équilibre. Pour divers composés chimiques et alliages, il est difficile de définir le point de fusion, car il s’agit généralement d’un mélange de divers éléments chimiques.

Fibre de carbone – Conductivité thermique

La conductivité thermique de la fibre de carbone  est  de 100 W/(m·K) .

Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la  conductivité thermique , k (ou λ), mesurée en  W/mK . C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par  conduction . Notez que  la loi de Fourier  s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.

La  conductivité thermique  de la plupart des liquides et des solides varie avec la température. Pour les vapeurs, cela dépend aussi de la pression. En général:

La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc généralement écrire  k = k (T) . Des définitions similaires sont associées aux conductivités thermiques dans les directions y et z (ky, kz), mais pour un matériau isotrope, la conductivité thermique est indépendante de la direction de transfert, kx = ky = kz = k.

Fibre de carbone – Chaleur spécifique

La chaleur spécifique de la fibre de carbone est de 800 J/g K .

La chaleur spécifique, ou capacité thermique spécifique,  est une propriété liée à l’énergie interne  très importante en thermodynamique. Les  propriétés intensives  c _v  et  c _p  sont définies pour des substances compressibles pures et simples comme des dérivées partielles de l’  énergie interne  u(T, v)  et de  l’ enthalpie  h(T, p) , respectivement : 

où les indices  v  et  p  désignent les variables maintenues fixes lors de la différenciation. Les propriétés  c _v  et  c _p  sont appelées  chaleurs spécifiques  (ou  capacités calorifiques ) car, dans certaines conditions particulières, elles relient le changement de température d’un système à la quantité d’énergie ajoutée par transfert de chaleur. Leurs unités SI sont  J/kg K  ou  J/mol K .

Propriétés et prix des autres matériaux

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À propos du polyéthylène

Le polyéthylène est un thermoplastique technique blanchâtre, semi-cristallin et effectivement opaque. Le polyéthylène est classé selon sa densité et sa ramification. Du polyéthylène basse densité (LDPE) au polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé (UHMWPE). Ses propriétés mécaniques dépendent de manière significative de variables telles que l’étendue et le type de ramification, la structure cristalline et le poids moléculaire. 

Résumé

Nom	Polyéthylène
Phase à STP	solide
Densité	950kg/m3
Résistance à la traction ultime	30 MPa
Limite d’élasticité	20 MPa
Module d’élasticité de Young	1 GPa
Dureté Brinell	40 BHN
Point de fusion	317 °C
Conductivité thermique	0,5 W/mK
Capacité thermique	1550 J/g·K
Prix	0,9 $/kg

Composition du Polyéthylène

Sa structure de répétition est (-CH2CH2-)x, qui s’écrit polyéthylène plutôt que polyméthylène (-CH2)x, par respect pour les divers mécanismes de polymérisation de l’éthylène. PE a une simplicité trompeuse.

Applications du polyéthylène

Le polyéthylène (PE) est le polymère le plus volumineux au monde. Sa ténacité élevée, sa ductilité, son excellente résistance chimique, sa faible perméabilité à la vapeur d’eau et sa très faible absorption d’eau, combinées à la facilité avec laquelle il peut être traité, font du PE de toutes les densités différentes un choix attrayant pour une variété de produits. En 2017, plus de 100 millions de tonnes de résines de polyéthylène sont produites chaque année, ce qui représente 34 % du marché total des plastiques. Le PE est limité par son module, sa limite d’élasticité et son point de fusion relativement faibles. Le PE est utilisé pour fabriquer des récipients, des bouteilles, des films et des tuyaux, entre autres. Le LDPE combine une résistance élevée aux chocs, une ténacité et une ductilité pour en faire le matériau de choix pour les films d’emballage, qui est l’une de ses plus grandes applications. 

Propriétés mécaniques du polyéthylène

Résistance du polyéthylène

En mécanique des matériaux, la résistance d’un matériau est sa capacité à supporter une charge appliquée sans rupture ni déformation plastique. La résistance des matériaux considère essentiellement la relation entre les charges externes appliquées à un matériau et la déformation ou la modification des dimensions du matériau qui en résulte. Lors de la conception de structures et de machines, il est important de tenir compte de ces facteurs, afin que le matériau sélectionné ait une résistance suffisante pour résister aux charges ou forces appliquées et conserver sa forme d’origine.

La résistance d’un matériau est sa capacité à supporter cette charge appliquée sans défaillance ni déformation plastique. Pour la contrainte de traction, la capacité d’un matériau ou d’une structure à supporter des charges tendant à s’allonger est appelée résistance ultime à la traction (UTS). La limite d’élasticité ou la limite d’élasticité est la propriété du matériau définie comme la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement, tandis que la limite d’élasticité est le point où la déformation non linéaire (élastique + plastique) commence. En cas de contrainte de traction d’une barre uniforme (courbe contrainte-déformation), la  loi de Hooke décrit le comportement d’une barre dans la région élastique. Le module d’élasticité de Youngest le module d’élasticité pour les contraintes de traction et de compression dans le régime d’élasticité linéaire d’une déformation uniaxiale et est généralement évalué par des essais de traction.

Voir aussi : Résistance des matériaux

Résistance à la traction ultime du polyéthylène

La résistance à la traction ultime du polyéthylène est de 30 MPa.

Limite d’élasticité du polyéthylène

La limite d’élasticité du polyéthylène  est de 20 MPa.

Module d’élasticité du polyéthylène

Le module d’élasticité de Young du polyéthylène est de 1 MPa.

Dureté du polyéthylène

En science des matériaux, la  dureté  est la capacité à résister à  l’indentation de surface  ( déformation plastique localisée ) et  aux rayures . Le test de dureté Brinell  est l’un des tests de dureté par indentation, qui a été développé pour les tests de dureté. Dans les tests Brinell, un  pénétrateur sphérique dur est forcé sous une charge spécifique dans la surface du métal à tester.

L’  indice de dureté Brinell  (HB) est la charge divisée par la surface de l’indentation. Le diamètre de l’empreinte est mesuré avec un microscope à échelle superposée. Le nombre de dureté Brinell est calculé à partir de l’équation :

La dureté Brinell du polyéthylène est d’environ 40 BHN (converti).

Voir aussi : Dureté des matériaux

Propriétés thermiques du polyéthylène

Polyéthylène – Point de fusion

Le point de fusion du polyéthylène est de 317 °C .

Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard. En général, la  fusion  est un  changement de phase  d’une substance de la phase solide à la phase liquide. Le  point de fusion  d’une substance est la température à laquelle ce changement de phase se produit. Le  point de fusion  définit également une condition dans laquelle le solide et le liquide peuvent exister en équilibre. Pour divers composés chimiques et alliages, il est difficile de définir le point de fusion, car il s’agit généralement d’un mélange de divers éléments chimiques.

Polyéthylène – Conductivité thermique

La conductivité thermique du polyéthylène  est  de 0,5 W/(m·K) .

Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la  conductivité thermique , k (ou λ), mesurée en  W/mK . C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par  conduction . Notez que  la loi de Fourier  s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.

La  conductivité thermique  de la plupart des liquides et des solides varie avec la température. Pour les vapeurs, cela dépend aussi de la pression. En général:

La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc généralement écrire  k = k (T) . Des définitions similaires sont associées aux conductivités thermiques dans les directions y et z (ky, kz), mais pour un matériau isotrope, la conductivité thermique est indépendante de la direction de transfert, kx = ky = kz = k.

Polyéthylène – Chaleur spécifique

La chaleur spécifique du polyéthylène est de 1550 J/g K .

La chaleur spécifique, ou capacité thermique spécifique,  est une propriété liée à l’énergie interne  très importante en thermodynamique. Les  propriétés intensives  c _v  et  c _p  sont définies pour des substances compressibles pures et simples comme des dérivées partielles de l’  énergie interne  u(T, v)  et de  l’ enthalpie  h(T, p) , respectivement : 

où les indices  v  et  p  désignent les variables maintenues fixes lors de la différenciation. Les propriétés  c _v  et  c _p  sont appelées  chaleurs spécifiques  (ou  capacités calorifiques ) car, dans certaines conditions particulières, elles relient le changement de température d’un système à la quantité d’énergie ajoutée par transfert de chaleur. Leurs unités SI sont  J/kg K  ou  J/mol K .

Propriétés et prix des autres matériaux

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À propos du polypropylène

Le polypropylène a des propriétés similaires à celles du polyéthylène, mais il est légèrement plus dur et plus résistant à la chaleur. C’est un matériau blanc, mécaniquement robuste et doté d’une haute résistance chimique. Le polypropylène est recyclable et porte le numéro « 5 » comme code d’identification de la résine. 

Résumé

Nom	Polypropylène
Phase à STP	solide
Densité	900kg/m3
Résistance à la traction ultime	27 MPa
Limite d’élasticité	N / A
Module d’élasticité de Young	1,3 GPa
Dureté Brinell	50 BHN
Point de fusion	337 °C
Conductivité thermique	0,2 W/mK
Capacité thermique	1700 J/g·K
Prix	1,1 $/kg

Composition du Polypropylène

Sa structure est similaire à celle du polyéthylène, à l’exception de la substitution d’un groupe hydrogène par un groupe méthyle sur chaque autre carbone. 

Applications du polypropylène

Le polypropylène est un polymère polyvalent utilisé dans des applications allant des films aux fibres. Le polypropylène est le deuxième plastique de base le plus produit (après le polyéthylène). En 2019, le marché mondial du polypropylène valait 126,03 milliards de dollars. Le polypropylène a de nombreuses applications. Les applications de moulage par injection couvrent un large éventail d’utilisations automobiles telles que les plafonniers, les panneaux de protection et les boîtiers de batterie de voiture, les bagages et les pièces de machine à laver. Le PP chargé peut être utilisé dans les applications automobiles telles que les supports et les capots de moteur. 

Propriétés mécaniques du polypropylène

Résistance du polypropylène

En mécanique des matériaux, la résistance d’un matériau est sa capacité à supporter une charge appliquée sans rupture ni déformation plastique. La résistance des matériaux considère essentiellement la relation entre les charges externes appliquées à un matériau et la déformation ou la modification des dimensions du matériau qui en résulte. Lors de la conception de structures et de machines, il est important de tenir compte de ces facteurs, afin que le matériau sélectionné ait une résistance suffisante pour résister aux charges ou forces appliquées et conserver sa forme d’origine.

La résistance d’un matériau est sa capacité à supporter cette charge appliquée sans défaillance ni déformation plastique. Pour la contrainte de traction, la capacité d’un matériau ou d’une structure à supporter des charges tendant à s’allonger est appelée résistance ultime à la traction (UTS). La limite d’élasticité ou la limite d’élasticité est la propriété du matériau définie comme la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement, tandis que la limite d’élasticité est le point où la déformation non linéaire (élastique + plastique) commence. En cas de contrainte de traction d’une barre uniforme (courbe contrainte-déformation), la  loi de Hooke décrit le comportement d’une barre dans la région élastique. Le module d’élasticité de Youngest le module d’élasticité pour les contraintes de traction et de compression dans le régime d’élasticité linéaire d’une déformation uniaxiale et est généralement évalué par des essais de traction.

Voir aussi : Résistance des matériaux

Résistance à la traction ultime du polypropylène

La résistance à la traction ultime du polypropylène est de 27 MPa.

Limite d’élasticité du polypropylène

La limite d’élasticité du polypropylène  est N/A.

Module d’élasticité du polypropylène

Le module d’élasticité de Young du polypropylène est de 1,3 MPa.

Dureté du polypropylène

En science des matériaux, la  dureté  est la capacité à résister à  l’indentation de surface  ( déformation plastique localisée ) et  aux rayures . Le test de dureté Brinell  est l’un des tests de dureté par indentation, qui a été développé pour les tests de dureté. Dans les tests Brinell, un  pénétrateur sphérique dur est forcé sous une charge spécifique dans la surface du métal à tester.

L’  indice de dureté Brinell  (HB) est la charge divisée par la surface de l’indentation. Le diamètre de l’empreinte est mesuré avec un microscope à échelle superposée. Le nombre de dureté Brinell est calculé à partir de l’équation :

La dureté Brinell du polypropylène est d’environ 50 BHN (converti).

Voir aussi : Dureté des matériaux

Propriétés thermiques du polypropylène

Polypropylène – Point de fusion

Le point de fusion du polypropylène est de 337 °C .

Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard. En général, la  fusion  est un  changement de phase  d’une substance de la phase solide à la phase liquide. Le  point de fusion  d’une substance est la température à laquelle ce changement de phase se produit. Le  point de fusion  définit également une condition dans laquelle le solide et le liquide peuvent exister en équilibre. Pour divers composés chimiques et alliages, il est difficile de définir le point de fusion, car il s’agit généralement d’un mélange de divers éléments chimiques.

Polypropylène – Conductivité thermique

La conductivité thermique du polypropylène  est  de 0,2 W/(m·K) .

Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la  conductivité thermique , k (ou λ), mesurée en  W/mK . C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par  conduction . Notez que  la loi de Fourier  s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.

La  conductivité thermique  de la plupart des liquides et des solides varie avec la température. Pour les vapeurs, cela dépend aussi de la pression. En général:

La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc généralement écrire  k = k (T) . Des définitions similaires sont associées aux conductivités thermiques dans les directions y et z (ky, kz), mais pour un matériau isotrope, la conductivité thermique est indépendante de la direction de transfert, kx = ky = kz = k.

Polypropylène – Chaleur spécifique

La chaleur spécifique du polypropylène est de 1700 J/g K .

La chaleur spécifique, ou capacité thermique spécifique,  est une propriété liée à l’énergie interne  très importante en thermodynamique. Les  propriétés intensives  c _v  et  c _p  sont définies pour des substances compressibles pures et simples comme des dérivées partielles de l’  énergie interne  u(T, v)  et de  l’ enthalpie  h(T, p) , respectivement : 

où les indices  v  et  p  désignent les variables maintenues fixes lors de la différenciation. Les propriétés  c _v  et  c _p  sont appelées  chaleurs spécifiques  (ou  capacités calorifiques ) car, dans certaines conditions particulières, elles relient le changement de température d’un système à la quantité d’énergie ajoutée par transfert de chaleur. Leurs unités SI sont  J/kg K  ou  J/mol K .

Propriétés et prix des autres matériaux

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À propos du dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone est un gaz incolore dont la densité est supérieure d’environ 53 % à celle de l’air sec. Il est relativement non toxique et incombustible, mais il est plus lourd que l’air et peut s’asphyxier par déplacement d’air. Lorsque le CO2 est dissous dans l’eau, l’acide carbonique doux se forme. Le CO2 refroidi sous forme solide est appelé neige carbonique. Le dioxyde de carbone est un composant mineur de l’atmosphère terrestre mais un constituant important de l’air. C’est une matière première nécessaire à la plupart des végétaux, qui éliminent le dioxyde de carbone de l’air en utilisant le processus de photosynthèse. Une concentration typique de CO2 dans l’air est actuellement d’environ 0,040 % ou 404 ppm. La concentration de dioxyde de carbone atmosphérique augmente et diminue selon un schéma saisonnier sur une plage d’environ 6 ppmv. La concentration de CO2 dans l’air augmente également régulièrement d’année en année depuis plus de 70 ans. Le taux d’augmentation actuel est d’environ 2,5 ppm par an. 

Résumé

Nom	Gaz carbonique
Phase à STP	gazeux
Densité	2kg/m3
Résistance à la traction ultime	N / A
Limite d’élasticité	N / A
Module d’élasticité de Young	N / A
Dureté Brinell	N / A
Point de fusion	-57 °C
Conductivité thermique	0,0166 W/mK
Capacité thermique	840 J/g·K
Prix	2 $/kg

Composition du dioxyde de carbone

Les molécules de dioxyde de carbone sont constituées d’un atome de carbone lié par covalence à deux atomes d’oxygène. 

Applications du dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone est utilisé par l’industrie alimentaire, l’industrie pétrolière et l’industrie chimique. Le composé a des utilisations commerciales variées, mais l’une de ses plus grandes utilisations en tant que produit chimique est la production de boissons gazeuses ; il fournit l’éclat des boissons gazeuses telles que l’eau gazeuse, la bière et le vin mousseux. Le dioxyde de carbone est également utilisé comme réfrigérant, dans les extincteurs, pour gonfler les radeaux de sauvetage et les gilets de sauvetage, faire sauter le charbon, faire mousser le caoutchouc et les plastiques, favorisant la croissance des plantes dans les serres. Le dioxyde de carbone est également utilisé comme atmosphère pour le soudage, bien que dans l’arc de soudage, il réagisse pour oxyder la plupart des métaux. L’utilisation dans l’industrie automobile est courante malgré des preuves significatives que les soudures réalisées dans du dioxyde de carbone sont plus fragiles que celles réalisées dans des atmosphères plus inertes.

Propriétés thermiques du dioxyde de carbone

Dioxyde de carbone – Point de fusion

Le point de fusion du dioxyde de carbone est de -57 °C .

Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard. En général, la  fusion  est un  changement de phase  d’une substance de la phase solide à la phase liquide. Le  point de fusion  d’une substance est la température à laquelle ce changement de phase se produit. Le  point de fusion  définit également une condition dans laquelle le solide et le liquide peuvent exister en équilibre. Pour divers composés chimiques et alliages, il est difficile de définir le point de fusion, car il s’agit généralement d’un mélange de divers éléments chimiques.

Dioxyde de carbone – Conductivité thermique

La conductivité thermique du dioxyde de carbone  est  de 0,0166  W/(m·K) .

Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la  conductivité thermique , k (ou λ), mesurée en  W/mK . C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par  conduction . Notez que  la loi de Fourier  s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.

La  conductivité thermique  de la plupart des liquides et des solides varie avec la température. Pour les vapeurs, cela dépend aussi de la pression. En général:

La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc généralement écrire  k = k (T) . Des définitions similaires sont associées aux conductivités thermiques dans les directions y et z (ky, kz), mais pour un matériau isotrope, la conductivité thermique est indépendante de la direction de transfert, kx = ky = kz = k.

Dioxyde de carbone – Chaleur spécifique

La chaleur spécifique du dioxyde de carbone est de 840  J/g K .

La chaleur spécifique, ou capacité thermique spécifique,  est une propriété liée à l’énergie interne  très importante en thermodynamique. Les  propriétés intensives  c _v  et  c _p  sont définies pour des substances compressibles pures et simples comme des dérivées partielles de l’  énergie interne  u(T, v)  et de  l’ enthalpie  h(T, p) , respectivement : 

où les indices  v  et  p  désignent les variables maintenues fixes lors de la différenciation. Les propriétés  c _v  et  c _p  sont appelées  chaleurs spécifiques  (ou  capacités calorifiques ) car, dans certaines conditions particulières, elles relient le changement de température d’un système à la quantité d’énergie ajoutée par transfert de chaleur. Leurs unités SI sont  J/kg K  ou  J/mol K .

Propriétés et prix des autres matériaux

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À propos de la brique

Les briques sont des produits structuraux en argile, fabriqués en unités standard, utilisés dans la construction de bâtiments. Trois types de briques de base sont les briques non cuites, cuites et durcies chimiquement. Chaque type est fabriqué différemment. Les briques cuites sont brûlées dans un four, ce qui les rend durables. Les briques d’argile cuites modernes sont formées selon l’un des trois procédés suivants : boue molle, presse à sec ou extrusion. Selon les pays, la méthode de la boue extrudée ou molle est la plus courante, car elle est la plus économique. 

Résumé

Nom	Brique
Phase à STP	solide
Densité	1700kg/m3
Résistance à la traction ultime	2,8 MPa
Limite d’élasticité	N / A
Module d’élasticité de Young	N / A
Dureté Brinell	N / A
Point de fusion	1727°C
Conductivité thermique	1,31 W/mK
Capacité thermique	800 J/g·K
Prix	0,2 $/kg

Composition de la brique

Normalement, les briques contiennent les ingrédients suivants : Silice (sable) – 50 % à 60 % en poids ; Alumine (argile) – 20 % à 30 % en poids ; Chaux – 2 à 5 % en poids ; Oxyde de fer – ≤ 7 % en poids. 

Applications de la brique

Les briques sont le plus souvent utilisées pour les bâtiments et les trottoirs. Les briques des industries de la métallurgie et du verre sont souvent utilisées pour le garnissage des fours, en particulier les briques réfractaires telles que les briques réfractaires de silice, de magnésie, de chamotte et neutres (chromomagnésite). 

Propriétés mécaniques de la brique

Force de la brique

En mécanique des matériaux, la résistance d’un matériau est sa capacité à supporter une charge appliquée sans rupture ni déformation plastique. La résistance des matériaux considère essentiellement la relation entre les charges externes appliquées à un matériau et la déformation ou la modification des dimensions du matériau qui en résulte. Lors de la conception de structures et de machines, il est important de tenir compte de ces facteurs, afin que le matériau sélectionné ait une résistance suffisante pour résister aux charges ou forces appliquées et conserver sa forme d’origine.

La résistance d’un matériau est sa capacité à supporter cette charge appliquée sans défaillance ni déformation plastique. Pour la contrainte de traction, la capacité d’un matériau ou d’une structure à supporter des charges tendant à s’allonger est appelée résistance ultime à la traction (UTS). La limite d’élasticité ou la limite d’élasticité est la propriété du matériau définie comme la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement, tandis que la limite d’élasticité est le point où la déformation non linéaire (élastique + plastique) commence. En cas de contrainte de traction d’une barre uniforme (courbe contrainte-déformation), la  loi de Hooke décrit le comportement d’une barre dans la région élastique. Le module d’élasticité de Youngest le module d’élasticité pour les contraintes de traction et de compression dans le régime d’élasticité linéaire d’une déformation uniaxiale et est généralement évalué par des essais de traction.

Voir aussi : Résistance des matériaux

Résistance à la traction ultime de la brique

La résistance à la traction ultime de Brick est de 2,8 MPa.

Limite d’élasticité de la brique

La limite d’élasticité de la brique  est N/A.

Module d’élasticité de la brique

Le module d’élasticité de Young de Brick est N/A.

Dureté de la brique

En science des matériaux, la  dureté  est la capacité à résister à  l’indentation de surface  ( déformation plastique localisée ) et  aux rayures . Le test de dureté Brinell  est l’un des tests de dureté par indentation, qui a été développé pour les tests de dureté. Dans les tests Brinell, un  pénétrateur sphérique dur est forcé sous une charge spécifique dans la surface du métal à tester.

L’  indice de dureté Brinell  (HB) est la charge divisée par la surface de l’indentation. Le diamètre de l’empreinte est mesuré avec un microscope à échelle superposée. Le nombre de dureté Brinell est calculé à partir de l’équation :

La dureté Brinell de la brique est d’environ N/A.

Voir aussi : Dureté des matériaux

Propriétés thermiques de la brique

Brique – Point de fusion

Le point de fusion de la brique est de 1727 °C .

Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard. En général, la  fusion  est un  changement de phase  d’une substance de la phase solide à la phase liquide. Le  point de fusion  d’une substance est la température à laquelle ce changement de phase se produit. Le  point de fusion  définit également une condition dans laquelle le solide et le liquide peuvent exister en équilibre. Pour divers composés chimiques et alliages, il est difficile de définir le point de fusion, car il s’agit généralement d’un mélange de divers éléments chimiques.

Brique – Conductivité thermique

La conductivité thermique de Brick est de 1,31 W/(m·K) .

Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la  conductivité thermique , k (ou λ), mesurée en  W/mK . C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par  conduction . Notez que  la loi de Fourier  s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.

La  conductivité thermique  de la plupart des liquides et des solides varie avec la température. Pour les vapeurs, cela dépend aussi de la pression. En général:

La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc généralement écrire  k = k (T) . Des définitions similaires sont associées aux conductivités thermiques dans les directions y et z (ky, kz), mais pour un matériau isotrope, la conductivité thermique est indépendante de la direction de transfert, kx = ky = kz = k.

Brique – Chaleur spécifique

La chaleur spécifique de la brique est de 800 J/g K .

La chaleur spécifique, ou capacité thermique spécifique,  est une propriété liée à l’énergie interne  très importante en thermodynamique. Les  propriétés intensives  c _v  et  c _p  sont définies pour des substances compressibles pures et simples comme des dérivées partielles de l’  énergie interne  u(T, v)  et de  l’ enthalpie  h(T, p) , respectivement : 

où les indices  v  et  p  désignent les variables maintenues fixes lors de la différenciation. Les propriétés  c _v  et  c _p  sont appelées  chaleurs spécifiques  (ou  capacités calorifiques ) car, dans certaines conditions particulières, elles relient le changement de température d’un système à la quantité d’énergie ajoutée par transfert de chaleur. Leurs unités SI sont  J/kg K  ou  J/mol K .

Propriétés et prix des autres matériaux

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À propos de la porcelaine

La porcelaine est un matériau céramique fabriqué en chauffant des matériaux, comprenant généralement un matériau comme le kaolin, dans un four à des températures comprises entre 1 200 et 1 400 °C. Les matériaux en porcelaine et en grès sont à peu près aussi résistants aux acides et aux produits chimiques que le verre, mais avec une plus grande résistance. Ceci est compensé par un plus grand potentiel de choc thermique. 

Résumé

Nom	Porcelaine
Phase à STP	solide
Densité	2400kg/m3
Résistance à la traction ultime	29 MPa
Limite d’élasticité	N / A
Module d’élasticité de Young	N / A
Dureté Brinell	7 mois
Point de fusion	1927 °C
Conductivité thermique	1,5 W/mK
Capacité thermique	1050 J/g·K
Prix	20 $/kg

Composition de Porcelaine

Le kaolin est le matériau principal à partir duquel la porcelaine est fabriquée, même si les minéraux argileux ne représentent qu’une petite proportion de l’ensemble. La kaolinite est un minéral argileux faisant partie du groupe des minéraux industriels de composition chimique Al2Si2O5(OH)4. 

Applications de la porcelaine

Bien que les définitions varient, la porcelaine peut être divisée en trois catégories principales : la pâte dure, la pâte tendre et la porcelaine tendre. En Chine, la porcelaine est définie comme une poterie qui résonne lorsqu’elle est frappée. La porcelaine peut être utilisée comme matériau de construction, généralement sous forme de carreaux ou de grands panneaux rectangulaires. La porcelaine et d’autres matériaux céramiques ont de nombreuses applications en ingénierie, en particulier en ingénierie céramique. La porcelaine est un excellent isolant pour une utilisation avec des tensions élevées, en particulier dans les applications extérieures. 

Propriétés mécaniques de la porcelaine

Force de la porcelaine

En mécanique des matériaux, la résistance d’un matériau est sa capacité à supporter une charge appliquée sans rupture ni déformation plastique. La résistance des matériaux considère essentiellement la relation entre les charges externes appliquées à un matériau et la déformation ou la modification des dimensions du matériau qui en résulte. Lors de la conception de structures et de machines, il est important de tenir compte de ces facteurs, afin que le matériau sélectionné ait une résistance suffisante pour résister aux charges ou forces appliquées et conserver sa forme d’origine.

La résistance d’un matériau est sa capacité à supporter cette charge appliquée sans défaillance ni déformation plastique. Pour la contrainte de traction, la capacité d’un matériau ou d’une structure à supporter des charges tendant à s’allonger est appelée résistance ultime à la traction (UTS). La limite d’élasticité ou la limite d’élasticité est la propriété du matériau définie comme la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement, tandis que la limite d’élasticité est le point où la déformation non linéaire (élastique + plastique) commence. En cas de contrainte de traction d’une barre uniforme (courbe contrainte-déformation), la  loi de Hooke décrit le comportement d’une barre dans la région élastique. Le module d’élasticité de Youngest le module d’élasticité pour les contraintes de traction et de compression dans le régime d’élasticité linéaire d’une déformation uniaxiale et est généralement évalué par des essais de traction.

Voir aussi : Résistance des matériaux

Résistance à la traction ultime de la porcelaine

La résistance à la traction ultime de la porcelaine est de 29 MPa.

Limite d’élasticité de la porcelaine

La limite d’élasticité de la porcelaine  est N/A.

Module d’élasticité de la porcelaine

Le module d’élasticité de Young de la porcelaine est N/A.

Dureté de la porcelaine

En science des matériaux, la  dureté  est la capacité à résister à  l’indentation de surface  ( déformation plastique localisée ) et  aux rayures . Le test de dureté Brinell  est l’un des tests de dureté par indentation, qui a été développé pour les tests de dureté. Dans les tests Brinell, un  pénétrateur sphérique dur est forcé sous une charge spécifique dans la surface du métal à tester.

L’  indice de dureté Brinell  (HB) est la charge divisée par la surface de l’indentation. Le diamètre de l’empreinte est mesuré avec un microscope à échelle superposée. Le nombre de dureté Brinell est calculé à partir de l’équation :

La dureté de la porcelaine est d’environ 7 Mohs.

Voir aussi : Dureté des matériaux

Propriétés thermiques de la porcelaine

Porcelaine – Point de fusion

Le point de fusion de la porcelaine est de 1927 °C .

Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard. En général, la  fusion  est un  changement de phase  d’une substance de la phase solide à la phase liquide. Le  point de fusion  d’une substance est la température à laquelle ce changement de phase se produit. Le  point de fusion  définit également une condition dans laquelle le solide et le liquide peuvent exister en équilibre. Pour divers composés chimiques et alliages, il est difficile de définir le point de fusion, car il s’agit généralement d’un mélange de divers éléments chimiques.

Porcelaine – Conductivité thermique

La conductivité thermique de la porcelaine est de 1,5 W/(m·K) .

Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la  conductivité thermique , k (ou λ), mesurée en  W/mK . C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par  conduction . Notez que  la loi de Fourier  s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.

La  conductivité thermique  de la plupart des liquides et des solides varie avec la température. Pour les vapeurs, cela dépend aussi de la pression. En général:

La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc généralement écrire  k = k (T) . Des définitions similaires sont associées aux conductivités thermiques dans les directions y et z (ky, kz), mais pour un matériau isotrope, la conductivité thermique est indépendante de la direction de transfert, kx = ky = kz = k.

Porcelaine – Chaleur Spécifique

La chaleur spécifique de la porcelaine est de 1050 J/g K .

La chaleur spécifique, ou capacité thermique spécifique,  est une propriété liée à l’énergie interne  très importante en thermodynamique. Les  propriétés intensives  c _v  et  c _p  sont définies pour des substances compressibles pures et simples comme des dérivées partielles de l’  énergie interne  u(T, v)  et de  l’ enthalpie  h(T, p) , respectivement : 

où les indices  v  et  p  désignent les variables maintenues fixes lors de la différenciation. Les propriétés  c _v  et  c _p  sont appelées  chaleurs spécifiques  (ou  capacités calorifiques ) car, dans certaines conditions particulières, elles relient le changement de température d’un système à la quantité d’énergie ajoutée par transfert de chaleur. Leurs unités SI sont  J/kg K  ou  J/mol K .

Propriétés et prix des autres matériaux

table-de-matériaux-en-résolution-8k

À propos du diamant

Le diamant est une forme de carbone qui est cristallisé dans une structure cubique avec chaque atome de carbone lié par une liaison chimique solide et rigide à quatre autres atomes. Le diamant est le matériau naturel le plus dur connu. Pourtant, en raison d’importantes faiblesses structurelles, la ténacité du diamant n’est que passable à bonne. La résistance à la traction précise du diamant est inconnue, mais une résistance jusqu’à 60 GPa a été observée, et théoriquement elle pourrait atteindre 90 à 225 GPa selon le volume / la taille de l’échantillon, la perfection du réseau de diamant et son orientation. Le diamant a un indice de réfraction élevé (2,417) et des propriétés de dispersion modérée (0,044) qui donnent aux diamants taillés leur brillance. 

Résumé

Nom	diamant
Phase à STP	solide
Densité	3500kg/m3
Résistance à la traction ultime	N / A
Limite d’élasticité	140000 MPa
Module d’élasticité de Young	1050 GPa
Dureté Brinell	45000 BHN
Point de fusion	4027°C
Conductivité thermique	1000W/mK
Capacité thermique	1509 J/g·K
Prix	20000000 $/kg

Composition du Diamant

Le diamant est l’allotrope du carbone dans lequel les atomes de carbone sont disposés dans le type spécifique de réseau cubique appelé diamant cubique. Le diamant est extrêmement solide en raison de sa structure cristalline, connue sous le nom de diamant cubique, dans laquelle chaque atome de carbone a quatre voisins liés par covalence. 

Applications du diamant

Les utilisations les plus courantes des diamants aujourd’hui sont comme pierres précieuses utilisées pour la parure et comme abrasifs industriels pour couper des matériaux durs. Les marchés des diamants de qualité gemme et de qualité industrielle évaluent les diamants différemment. Dans l’industrie, les applications des diamants comprennent les trépans de forage pétrolier, les perceuses à roche, les matrices de tréfilage, les matrices d’extrusion, les inserts d’outils de coupe, les outils de meulage optique, les revêtements pour disques durs d’ordinateur et les revêtements pour roulements à billes. Le diamant est un semi-conducteur à large bande interdite (Egap = 5,47 eV) avec un potentiel élevé en tant que matériau de dispositif électronique dans de nombreux dispositifs. Parce que le diamant a une conductance thermique si élevée, il est déjà utilisé dans la fabrication de semi-conducteurs pour empêcher le silicium et d’autres matériaux semi-conducteurs de surchauffer. 

Propriétés mécaniques du diamant

Force du diamant

En mécanique des matériaux, la résistance d’un matériau est sa capacité à supporter une charge appliquée sans rupture ni déformation plastique. La résistance des matériaux considère essentiellement la relation entre les charges externes appliquées à un matériau et la déformation ou la modification des dimensions du matériau qui en résulte. Lors de la conception de structures et de machines, il est important de tenir compte de ces facteurs, afin que le matériau sélectionné ait une résistance suffisante pour résister aux charges ou forces appliquées et conserver sa forme d’origine.

La résistance d’un matériau est sa capacité à supporter cette charge appliquée sans défaillance ni déformation plastique. Pour la contrainte de traction, la capacité d’un matériau ou d’une structure à supporter des charges tendant à s’allonger est appelée résistance ultime à la traction (UTS). La limite d’élasticité ou la limite d’élasticité est la propriété du matériau définie comme la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement, tandis que la limite d’élasticité est le point où la déformation non linéaire (élastique + plastique) commence. En cas de contrainte de traction d’une barre uniforme (courbe contrainte-déformation), la  loi de Hooke décrit le comportement d’une barre dans la région élastique. Le module d’élasticité de Youngest le module d’élasticité pour les contraintes de traction et de compression dans le régime d’élasticité linéaire d’une déformation uniaxiale et est généralement évalué par des essais de traction.

Voir aussi : Résistance des matériaux

Résistance à la traction ultime du diamant

La résistance à la traction ultime du diamant est N/A.

Limite d’élasticité du diamant

La limite d’élasticité du diamant  est de 140 000 MPa (compression).

Module d’élasticité du diamant

Le module d’élasticité de Young du diamant est de 1050 GPa.

Dureté du diamant

En science des matériaux, la  dureté  est la capacité à résister à  l’indentation de surface  ( déformation plastique localisée ) et  aux rayures . Le test de dureté Brinell  est l’un des tests de dureté par indentation, qui a été développé pour les tests de dureté. Dans les tests Brinell, un  pénétrateur sphérique dur est forcé sous une charge spécifique dans la surface du métal à tester.

L’  indice de dureté Brinell  (HB) est la charge divisée par la surface de l’indentation. Le diamètre de l’empreinte est mesuré avec un microscope à échelle superposée. Le nombre de dureté Brinell est calculé à partir de l’équation :

La dureté Brinell du diamant est d’environ 45 000 BHN (converti).

Voir aussi : Dureté des matériaux

Propriétés thermiques du diamant

Diamant – Point de fusion

Le point de fusion du diamant est de 4027 °C .

Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard. En général, la  fusion  est un  changement de phase  d’une substance de la phase solide à la phase liquide. Le  point de fusion  d’une substance est la température à laquelle ce changement de phase se produit. Le  point de fusion  définit également une condition dans laquelle le solide et le liquide peuvent exister en équilibre. Pour divers composés chimiques et alliages, il est difficile de définir le point de fusion, car il s’agit généralement d’un mélange de divers éléments chimiques.

Diamant – Conductivité thermique

La conductivité thermique du diamant est de 1000 W/(m·K) .

Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la  conductivité thermique , k (ou λ), mesurée en  W/mK . C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par  conduction . Notez que  la loi de Fourier  s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.

La  conductivité thermique  de la plupart des liquides et des solides varie avec la température. Pour les vapeurs, cela dépend aussi de la pression. En général:

La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc généralement écrire  k = k (T) . Des définitions similaires sont associées aux conductivités thermiques dans les directions y et z (ky, kz), mais pour un matériau isotrope, la conductivité thermique est indépendante de la direction de transfert, kx = ky = kz = k.

Diamant – Chaleur spécifique

La chaleur spécifique du diamant est de 509 J/g K .

La chaleur spécifique, ou capacité thermique spécifique,  est une propriété liée à l’énergie interne  très importante en thermodynamique. Les  propriétés intensives  c _v  et  c _p  sont définies pour des substances compressibles pures et simples comme des dérivées partielles de l’  énergie interne  u(T, v)  et de  l’ enthalpie  h(T, p) , respectivement : 

où les indices  v  et  p  désignent les variables maintenues fixes lors de la différenciation. Les propriétés  c _v  et  c _p  sont appelées  chaleurs spécifiques  (ou  capacités calorifiques ) car, dans certaines conditions particulières, elles relient le changement de température d’un système à la quantité d’énergie ajoutée par transfert de chaleur. Leurs unités SI sont  J/kg K  ou  J/mol K .

Propriétés et prix des autres matériaux

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À propos du graphène

Le graphène est un allotrope de carbone constitué d’une seule couche d’atomes disposés de manière hexagonale dans un réseau bidimensionnel. Le graphène est une substance aux propriétés très intéressantes. Le graphène a une conductivité thermique élevée, une conductivité électrique élevée, une élasticité et une flexibilité élevées, une dureté et une résistance élevées. Ces propriétés, associées à l’abondance de carbone dans la nature, ont fait du graphène un matériau très étudié avec de grandes possibilités. 

Résumé

Nom	graphène
Phase à STP	solide
Densité	2270kg/m3
Résistance à la traction ultime	130000 MPa
Limite d’élasticité	N / A
Module d’élasticité de Young	1000 GPa
Dureté Brinell	N / A
Point de fusion	3697°C
Conductivité thermique	4000W/mK
Capacité thermique	N / A
Prix	100 $/kg

Composition du graphène

Le graphène est un matériau composé de groupements d’atomes de carbone positionnés de manière hexagonale. Cette disposition se traduit par des monocouches d’un atome d’épaisseur. Chaque atome d’une feuille de graphène est relié à ses trois voisins les plus proches par une liaison σ et apporte un électron à une bande de conduction qui s’étend sur toute la feuille. 

Applications du graphène

Le graphène est un conducteur transparent et flexible qui est très prometteur pour diverses applications de matériaux/dispositifs, notamment les cellules solaires, les diodes électroluminescentes (DEL), les écrans tactiles et les fenêtres ou téléphones intelligents. Des produits pour smartphones dotés d’écrans tactiles en graphène sont déjà sur le marché. Cependant, avec les procédés de fabrication existants, le graphène est extrêmement difficile à produire en masse, ce qui pourrait s’avérer être un facteur limitant pour son utilisation commerciale. 

Propriétés mécaniques du graphène

Force du graphène

En mécanique des matériaux, la résistance d’un matériau est sa capacité à supporter une charge appliquée sans rupture ni déformation plastique. La résistance des matériaux considère essentiellement la relation entre les charges externes appliquées à un matériau et la déformation ou la modification des dimensions du matériau qui en résulte. Lors de la conception de structures et de machines, il est important de tenir compte de ces facteurs, afin que le matériau sélectionné ait une résistance suffisante pour résister aux charges ou forces appliquées et conserver sa forme d’origine.

La résistance d’un matériau est sa capacité à supporter cette charge appliquée sans défaillance ni déformation plastique. Pour la contrainte de traction, la capacité d’un matériau ou d’une structure à supporter des charges tendant à s’allonger est appelée résistance ultime à la traction (UTS). La limite d’élasticité ou la limite d’élasticité est la propriété du matériau définie comme la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement, tandis que la limite d’élasticité est le point où la déformation non linéaire (élastique + plastique) commence. En cas de contrainte de traction d’une barre uniforme (courbe contrainte-déformation), la  loi de Hooke décrit le comportement d’une barre dans la région élastique. Le module d’élasticité de Young est le module d’élasticité pour les contraintes de traction et de compression dans le régime d’élasticité linéaire d’une déformation uniaxiale et est généralement évalué par des essais de traction.

Voir aussi : Résistance des matériaux

Résistance à la traction ultime du graphène

La résistance à la traction ultime du graphène est de 130 000 MPa.

Limite d’élasticité du graphène

La limite d’élasticité du graphène  est N/A.

Module d’élasticité du graphène

Le module d’élasticité de Young du graphène est de 1000 GPa.

Dureté du graphène

En science des matériaux, la  dureté  est la capacité à résister à  l’indentation de surface  ( déformation plastique localisée ) et  aux rayures . Le test de dureté Brinell  est l’un des tests de dureté par indentation, qui a été développé pour les tests de dureté. Dans les tests Brinell, un  pénétrateur sphérique dur est forcé sous une charge spécifique dans la surface du métal à tester.

L’  indice de dureté Brinell  (HB) est la charge divisée par la surface de l’indentation. Le diamètre de l’empreinte est mesuré avec un microscope à échelle superposée. Le nombre de dureté Brinell est calculé à partir de l’équation :

La dureté Brinell du graphène est d’environ N/A.

Voir aussi : Dureté des matériaux

Propriétés thermiques du graphène

Graphène – Point de fusion

Le point de fusion du graphène est de 3697 °C .

Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard. En général, la  fusion  est un  changement de phase  d’une substance de la phase solide à la phase liquide. Le  point de fusion  d’une substance est la température à laquelle ce changement de phase se produit. Le  point de fusion  définit également une condition dans laquelle le solide et le liquide peuvent exister en équilibre. Pour divers composés chimiques et alliages, il est difficile de définir le point de fusion, car il s’agit généralement d’un mélange de divers éléments chimiques.

Graphène – Conductivité thermique

La conductivité thermique du graphène est de 4000 W/(m·K) .

Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la  conductivité thermique , k (ou λ), mesurée en  W/mK . C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par  conduction . Notez que  la loi de Fourier  s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.

La  conductivité thermique  de la plupart des liquides et des solides varie avec la température. Pour les vapeurs, cela dépend aussi de la pression. En général:

La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc généralement écrire  k = k (T) . Des définitions similaires sont associées aux conductivités thermiques dans les directions y et z (ky, kz), mais pour un matériau isotrope, la conductivité thermique est indépendante de la direction de transfert, kx = ky = kz = k.

Graphène – Chaleur spécifique

La chaleur spécifique du graphène est de 509 J/g K .

La chaleur spécifique, ou capacité thermique spécifique,  est une propriété liée à l’énergie interne  très importante en thermodynamique. Les  propriétés intensives  c _v  et  c _p  sont définies pour des substances compressibles pures et simples comme des dérivées partielles de l’  énergie interne  u(T, v)  et de  l’ enthalpie  h(T, p) , respectivement : 

où les indices  v  et  p  désignent les variables maintenues fixes lors de la différenciation. Les propriétés  c _v  et  c _p  sont appelées  chaleurs spécifiques  (ou  capacités calorifiques ) car, dans certaines conditions particulières, elles relient le changement de température d’un système à la quantité d’énergie ajoutée par transfert de chaleur. Leurs unités SI sont  J/kg K  ou  J/mol K .

Propriétés et prix des autres matériaux

table-de-matériaux-en-résolution-8k