Traduisez les mots sans consulter le dictionnaire. La théorie – la distance – l’énergie – l’électron – l’énergie thermique – la température – électrique – le

La théorie – la distance – l’énergie – l’électron – l’énergie thermique – la température – électrique – le modèle quantique – l’atome – le cristal (les cristaux) – l’isolant – la lacune – la masse positive – la masse négative - la fonction – la céramique – l’élément métallique – l’oxyde – la gamme de matériaux – traditionnel (le) - la structure cristalline – le métal (les métaux) – l’élément chimique – covalent (e) – électrostatique – la méthode – la structure amorphe – la fraction de microns - la réfraction – mécanique – le composite - le matériau composite – macroscopique - physique – optimal (e) - la matrice – organique – le polymère thermoplastique – le polyester – l’époxyde - phénolique – le polyamide - la silicone – minéral (e) - le béton – métallique – la forme – orienté (e) – l’aramide - le bore – le gravier - le biomatériau (les biomatériaux) – utiliser – adapter – médical (e) – le secteur – novateur (rice) – stérile - la prothèse.

 

3. Lisez le texte et énumérez les grandes classes de matériaux.

Semi-conducteurs

On applique la théorie des bandes, ce qui amène à considérer une bande de valence entièrement pleine qui est séparée d’une bande de conduction par une bande interdite distance de l’énergie ΔE. Pour qu’un électron passe de la bande de valence à la bande de conduction, on apporte une énergie thermique ou lumineuse. Dans un semi-conducteur, ΔE est assez faible pour autoriser, à température ambiante, le passage d’un petit nombre d’électrons de la bande de valence vers la bande de conduction.

La conduction électrique

Si nous considérons le modèle quantique des bandes d’énergie, les électrons occupent des niveaux d’énergie. Ces niveaux d’énergie sont discrets dans l’atome et de part les interactions entre atomes dans un cristal, s’étendent à des bandes d’énergie permises séparées par des bandes interdites. Dans les isolants, les bandes d’énergie les plus faibles sont remplies. Du fait d’une grande bande interdite (~ 5 eV), il n’y a pas de niveaux d’énergie accessibles et donc aucune conduction. Dans les conducteurs, la dernière bande est partiellement occupé, il existe donc beaucoup de niveaux d’énergie disponibles, d’où une bonne conduction. Dans les semi-conducteurs, la dernière bande se trouve peu ou très occupée et la bande interdite est faible (~ 1 eV). Il y aura donc une conduction faible.

Conduction par électron et par trou

Le trou est une lacune qui va être comblée par un électron voisin libéré par l’agitation thermique et qui va à son tour laisser un trou. Aux électrons (masse positive, charge négative) correspondent des trous (masse négative, charge positive). Les trous et les électrons constituent les porteurs libres intrinsèques dont le nombre est fonction de la température. Pour avoir une neutralité électrique, on impose le même nombre de trous et d’électrons.

Les céramiques

Celles-ci sont composées d’éléments métalliques et non métalliques. Elles sont généralement des oxydes, des nitrures, ou des carbures. Le groupe des céramiques englobe une vaste gamme de matériaux, comme les ciments, les verres, les céramiques traditionnelles faites d’argile, etc.

La structure cristalline des céramiques est plus complexe que celle des métaux, car au moins deux éléments chimiques différents sont présents. Il existe des céramiques ioniques, composées d’un métal et d’un non-métal (par exemple: NaCl, MgO...) et les céramiques covalentes, composées de deux non métaux ou d’éléments purs (diamant, carbure de silicium, etc.). La structure des joints de grain est également plus complexe car des interactions électrostatiques entraînent des contraintes d’équilibre supplémentaires. Les ions de signes contraires ne doivent donc pas se toucher. C’est pourquoi la céramique présente une certaine porosité (environ 20% en volume).

Les verres

Les verres sont essentiellement des solides obtenus par figeage de liquide surfondu. Les quatre principales méthodes de fabrication du verre sont le pressage, le soufflage, l’étirage et le fibrage.

Les verres sont des silicates non cristallins qui contiennent d’autres oxydes (CaO, par exemple) qui en modifient les propriétés. La transparence du verre est l’une des ses propriétés les plus importantes. Ceci est dû à sa structure amorphe et à l’absence de défauts de taille supérieure à la fraction de microns. L’indice de réfraction d’un verre est d’environ 1,5. Pour ce qui est de leurs propriétés mécaniques, les verres sont des matériaux fragiles, mais des traitements thermiques ou chimiques peuvent y remédier.

Composites

Un matériau composite est un mélange de deux matériaux de base, distincts à l’échelle macroscopique, ayant des propriétés physiques et mécaniques différentes. Le mélange est effectué de manière à avoir des propriétés optimales, différentes et en général supérieures à celles de chacun des constituants. Un composite est constitué au moins d’une matrice (liant) et d’un renfort. Les matrices peuvent être d’origine: a) organique: polymères thermoplastiques ou thermodurcissables (polyesters, époxydes, phénoliques, polyamides, silicones...); b) minérale: carbone, céramique, béton; c) métallique: Al, Mg.

Des charges et additifs sont presque toujours incorporés à la matrice. Les renforts sont sous forme:

· fibres courtes ou longues: ces dernières sont orientées dans le sens des sollicitations (fibres de verre, de carbone, d’aramide, de bore)

· particules: gravier (additionné au ciment=béton), sable, particule de verre

Biomatériaux

Un biomatériau est essentiellement un matériau qui est utilisé et adapté pour les applications médicales. Il peut être d’origine vivante, minérale ou chimique. Les biomatériaux sont aujourd’hui un des secteurs qui se développe le plus rapidement dans le domaine des matériaux en raison de la demande en matériaux novateurs et stériles aussi bien pour les diverses prothèses que pour le matériel médical.

 

4. Trouvez dans la grille ci-dessous 13 mots utilisés dans le texte (horizontalement, verticalement).

E	G	B	O	R	E	E	N	V
M	E	T	A	L	L	N	M	E
B	S	R	E	V	E	E	D	R
E	S	O	J	A	C	R	H	R
T	A	U	A	L	T	G	B	E
O	M	A	T	E	R	I	A	U
N	Z	L	O	N	O	E	N	X
I	O	N	M	C	N	S	D	A
U	R	W	E	E	B	K	E	P

5. Vrai ou faux?

		VRAI	FAUX
1.	Pour qu’un électron passe de la bande de valence à la bande de conduction, on apporte une énergie thermique ou lumineuse. ……………………..…	ÿ	ÿ
2.	Dans un semi-conducteur, ΔE est assez fort pour autoriser, à température ambiante, le passage d’un petit nombre d’électrons de la bande de valence vers la bande de conduction. ……..…….	ÿ	ÿ
3.	Si nous considérons le modèle quantique des bandes d’énergie, les électrons occupent des niveaux d’énergie. ………………………………	ÿ	ÿ
4.	Dans les isolants, les bandes d’énergie les plus faibles ne peuvent être remplies. ……………….	ÿ	ÿ
5.	Le trou est une lacune qui va être comblée par un électron voisin libéré par l’agitation thermique. ………………………………………	ÿ	ÿ
6.	Aux électrons (masse positive, charge négative) correspondent des trous (masse positive, charge négative). ……………………………………….	ÿ	ÿ
7.	Pour avoir une neutralité électrique, on impose le différent nombre de trous et d’électrons. ……	ÿ	ÿ
8.	Les céramiques sont composées d’éléments métalliques et non métalliques. ………………...	ÿ	ÿ
9.	La structure cristalline des céramiques est moins complexe que celle des métaux. ……………….	ÿ	ÿ
10.	Les verres sont essentiellement des solides obtenus par figeage de liquide surfondu. ………	ÿ	ÿ
11.	Les principales méthodes de fabrication du verre sont le pressage, le soufflage, et le fibrage. ……	ÿ	ÿ
12.	La transparence du verre est l’une des ses propriétés les plus importantes. ………………..	ÿ	ÿ
13.	Un matériau composite est un mélange de deux matériaux de base, ayant des propriétés physiques et mécaniques différentes. …………..	ÿ	ÿ

 

14.

Un biomatériau est essentiellement un matériau qui est utilisé et adapté pour les applications médicales. ………………………………………

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6. Lisez en français.

 

· les noms des combinaisons chimiques: NaCl, MgO, CaO

· les noms des métaux: Al, Mg