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Rédigé
par Justine, Déborah, Fanny et Marjorie de 3B
Les matériaux
Un matériau est une
matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne
pour en faire des objets.
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La nature chimique, la forme physique,
l'état de surface des différentes matières premières
qui sont à la base des matériaux confèrent à
ceux-ci des propriétés particulières.
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Un matériau est donc une
matière de base sélectionnée en raison de propriétés
particulières et mise en oeuvre en vue d'un usage spécifique.
Aciers
Le
fer est extrait du sol sous forme de minerai de fer. Traité dans
des hauts fourneaux il donne la fonte. La fonte peut être utilisée
telle quelle (résistante à la chaleur, on en fait des plaques
ou inserts de cheminée, tuyaux, radiateurs de chauffage central,
chaudières, baignoires....)
La
fonte peut aussi subir un affinage et donner l’acier. Cet affinage peut
s'effectuer par soufflage d’air ou d’oxygène (convertisseur Thomas)
ou par une source de chaleur extérieure comme le gaz naturel (four
Martin). Les aciers spéciaux se préparent au four électrique.
Les
aciers sont des alliages de fer et de carbone très dur qui se différencient
par des qualités
-
d’ordre mécanique (dureté,
élasticité, résistance à la rupture, etc.)
-
d’ordre magnétique (intensité
d’aimantation, hystérésis)
-
d’ordre chimique (résistance
à l’oxydation, aux acides, etc.).
Ces qualités dépendent
étroitement de leur composition et des traitements auxquels ils
ont été soumis :
-
Les
aciers alliés (ou spéciaux) contiennent, en proportions diverses,
certains métaux (chrome, manganèse, tungstène, nickel,
vanadium, aluminium...) et des non-métaux (silicium, antimoine,
azote) qui leur donnent des propriétés spécifiques.
Ainsi, certains aciers dits rapides (au chrome, tungstène et vanadium)
peuvent travailler jusqu'à 600 °C, alors que les aciers ordinaires
ne sont plus utilisables lorsqu’ils atteignent 250 °C (outils à
grande vitesse de coupe, soupapes d’échappement de moteurs, etc.)
-
Les traitements thermiques modifient
également les aciers ordinaires (la trempe rend l'acier plus dur)
-
Les aciers peuvent également
subir des traitements chimiques (nitruration, galvanisation...)
Verre
Le verre est une matière
que les hommes utilisent beaucoup dans les fenêtres, les miroirs,
les bouteilles, les ampoules électriques et de nombreux autres objets.
Le verre est facile à
modeler, il est transparent et peut prendre de nombreuses formes : en panneaux,
en feuilles minces ou en bloc.
On peut l'usiner en lentilles
pour les caméras ou appareils photo, les microscopes et autres instruments
optiques.
Cuivre
Le cuivre est un métal
de couleur rouge-brun. Les hommes l'utilisent depuis des siècles
pour fabriquer des armes, des outils et des bijoux.
Dans les mines, le cuivre se
trouve généralement mélangé avec d'autres métaux
et minéraux. Le minerai est alors chauffé et fondu pour obtenir
du cuivre pur.
Ce métal est mou lorsqu'il
est pur. Il est donc souvent mélangé avec d'autres métaux
pour donner des alliages comme le laiton et le bronze, qui sont plus résistants.
Le cuivre s'oxyde en surface
et devient vert lorsqu'il reste longtemps exposé à l'air.
Plastiques
L’essor des matières plastiques
ne devint considérable qu’à partir de 1945. On distingue
:
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Les matières plastiques
naturelles (la corne, l’écaille, la gélatine).
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Les matières plastiques
artificielles obtenues à partir de produits naturels comme le bois,
le calcaire, l’eau, le sel, le maïs... (nitrocellulose, cellophane...)
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Les matières plastiques
synthétiques fabriquées à partir du pétrole
ou du charbon. Le pétrole est la principale matière première
utilisée actuellement. Mais on pourrait utiliser de l’eau de mer,
de l’air... Ces techniques sont actuellement beaucoup plus coûteuses
qu’avec le pétrole.
On compte aujourd’hui plus de
2 000 sortes de plastiques synthétiques, classés en 2 familles
:
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Les thermoplastiques (polyacryliques,
polyamides, polystyrènes, polychlorure de vinyle, polyuréthanes,
téflon...). Soumis à la chaleur, la matière devient
pâteuse, et prend la forme voulue. Si on rechauffe la matière,
celle-ci se ramollit à nouveau et on peut refaire une forme. Les
thermoplastiques sont recyclables à volonté, indéfiniment.
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Les thermodurcissables (polyesters,
résines époxydes, silicones...) Soumis à la chaleur,
un thermodurcissable devient dur, un peu comme la pâte du gâteau
que l’on a fait cuire. La forme obtenue est irréversible : si on
rechauffe la matière, elle se carbonise. Les thermodurcissables
ne sont pas recyclables.
On utilise le
plastique dans la construction de très nombreux objets, de
la vaisselle aux sièges de voitures. Nous l'utilisons au collège
pour fabriquer le jeu en 4ème ou les enceintes en 3ème.
Un de ses principaux avantages
est sa légèreté.
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Zinc
Le zinc est un élément
métallique, d'un blanc bleuâtre, connu depuis des temps très
reculés : on l'utilisait en alliage avec le cuivre et l'étain.
Les gisements de zinc sont
nombreux au Canada et en Russie.
Le zinc est utilisé
dans les batteries et les piles, les alliages pour les goutières
et la galvanisation, procédé qui consiste à vaporiser
une couche protectrice de zinc sur de l'acier pour le protéger.
Laiton
Sert pour les décorations
: chaises, souffleur, clou .... ne rouille pas.
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