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Master MatériauxUE UE 1.3 Propriétés physiques et mécaniques des matériaux

Contenu

A/ Propriétés Physiques des Matériaux – 18h CM, 9h TD

1-Introduction (3h CM) ; Interaction Rayonnement-Matière (Présentation/Propriétés de divers types de rayonnement et caractères des interactions avec la matière condensée)

2-Propriétés magnétiques des matériaux(3hCM, 3hTD)(diamagnétisme, paramagnétisme, ferromagnétisme, ferrimagnétisme)

3-Nouveaux matériaux multi-ferroïques ; vers la Spintronique

4- Propriétés électriques, thermiques et optiques des matériaux inorganiques(9h CM, 6h TD).Description de la structure électronique des matériaux par le modèle des bandes et propriétés associées.

Propriétés physiques des matériaux semiconducteurs et applications technologiques.

B/ Propriétés Mécaniques des Matériaux - 18h CM, 9h TD, 6h TP

1-Introduction au comportement mécanique des matériaux

L'essai de traction : principe, analyses qualitative et quantitative

Comportements élastique et plastique, notion de rigidité / fragilité / ductilité, introduction aux différents types de matériaux

2-Comportement mécanique des Matériaux Inorganiques

Elasticité : origine, modèles microscopiques simples

Plasticité : limite d'élasticité théorique / réelle, mécanisme de déformation par dislocations, nature et propriétés des dislocations, durcissement (mécanismes)

Comportement haute température : le fluage et ses mécanismes

Rupture : notions phénoménologiques

3-Elasticité

Tenseurs de contrainte et de déformation, relations d'élasticité (isotrope)

TP : calculs des états de contrainte et déformation dans des structures de géométries simples (logiciel de calcul par éléments finis)

4-Comportement mécanique des Matériaux Organiques.

Influence de la température. Polymères amorphes / semi-cristallins.

Principe d’équivalence temps - température.

Viscoélasticité linéaire. Modèles rhéologiques spécifiques aux matériaux polymères.

Mécanismes d’endommagement et de rupture.

Compétences visées

Durant la première partie de cette UE, les étudiants devront utiliser les modèles théoriques permettant d’expliquer les propriétés physiques des matériaux. L’acquisition de ces notions fondamentales permettra ensuite de comprendre et d’expliquer le comportement de matériaux à propriétés spécifiques et avancés (nanomatériaux par exemple).

A terme, l’étudiant devra être capable de :

  • Décrire la structure électronique des matériaux organiques et inorganiques.
  • Corréler les propriétés électriques, magnétiques et optiques à la structure électronique.
  • Identifier les paramètres influençant les modifications des propriétés physiques des matériaux.

L'objectif de la seconde partie de cette UE est d'initier les étudiants aux propriétés mécaniques des matériaux, tant du point de l'ingénierie (connaissance globale des différents types de comportements, introduction à la mécanique des matériaux) que du point de vue fondamental en s'intéressant aux origines microstructurales des comportements mécaniques.

A l'issue du module, l'étudiant doit être capable :

  • de décrire les comportements mécaniques classiques des différents types de matériaux (métaux et alliages, céramiques, polymères, verres...)
  • d'analyser un comportement mécanique, révélé dans le cadre de l'utilisation du matériau ou d' un essai mécanique ;
  • de relier les propriétés mécaniques à la (micro)-structure et d'identifier les paramètres clés susceptibles de faire évoluer ces propriétés.

Langue utilisée

Langue principale utilisée par cet enseignement : Français.

Volume des enseignements

  • Cours magistraux : 36 heures
  • Travaux dirigés : 18 heures
  • Travaux pratiques : 6 heures

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