Les grandes famille de biomat

Question 1

Définition :
La science des matériaux

Answer 1

La science des matériaux est l’étude des relations qui existent entre leur structure et leurs caractéristiques générales.

Question 2

Propriétés de déformation :
elastique

Answer 2

Élastique : Changement temporaire dans la forme ou les dimensions d’un objet. Celui-cireprend sa forme
initiale dès qu’il n’y a plus de contrainte. C’est un changement réversible (ex : empreintes)

Question 3

propriete deformation
permanente

Answer 3

• Permanente : Changement permanent dans la forme ou les dimensions d’un objet. C’est un changement
  irréversible car l’objet ne reprend plus sa forme initiale (ex : prothèses, crochets).

Question 4

propriete deformation
rupture

Answer 4

• Rupture : fracture de l’objet sous l’effet d’une contrainte plus forte que le seuil de résistance de l’objet.

Question 5

GAZ vs LIQUIDE vs SOLIDE

Answer 5

→ gaz : atomes très ordonnés)
→ liquide : atomes ordonnés à courte distance
→ solide : atomes ordonnés vibrant autour d’une position d’équilibre
- solide amorphe = ordonne a courte disance
- cristal réel = ordre a grande distance
- cristal parfait = ordre parfait

Question 6

Notions d’ordre et de désordre

Answer 6

L’ordre n’apparaît pas toujours au niveau macroscopique, il peut se manifester au niveau microscopique. Cependant, cet ordre apparaît parfois au niveau macroscopique comme microscopique.
Les atomes peuvent s’agencer de manière ordonnée dans l’espace. Cela leur confère des propriétés particulières et propres à chaque matériau.

Question 7

Les matériaux amorphes (= solides amorphes)

Answer 7

L’état amorphe se caractérise par la distribution aléatoire des atomes (gaz, liquide). Il n’y a pas d’ordre établi dans
la structure. Les atomes n’ont pas de position précise dans l’espace
Matériaux solides amorphes : verres minéraux, métaux céramiques et semi-conducteurs. Le cristal parfait est un matériau à l’ordre parfait.
l n’y a que les matériaux créés par l’Homme qui peuvent avoir un ordre parfait, ces derniers n’existent pas dans la nature.
Pour les matières plastiques et caoutchouc, les atomes n’ont pas d’ordre particulier.
A contrario, dans les grains métalliques, les atomes ont un ordre avec un arrangement particulier dans l’espace responsable d’un certain nombre de propriétés.

Question 8

3 familles materiaux

Answer 8

o 1ère famille:métaux et alliages métalliques
o 2ème famille : polymères organiques
o 3ème famille : céramiques

Question 9

métaux et alliages métalliques

Answer 9

Fe,Al,Cu(métaux),acier,laiton(alliages) Remarque : un alliage n’est pas nécessairement constitué de 2 métaux différents
Ex : Acier = alliage fer/carbone

Question 10

polymères organiques :

Answer 10

plastique, élastomère, PVC, virus, ADN → Matières organiques = sève des arbres, caoutchouc, etc.
Ex : Résines utilisées en dentisterie (matériaux d’empreinte ou de restauration)

Question 11

céramiques :

Answer 11

verres, minéraux, oxydes (pierre, roches) (AI2O3), sel (NaCl), carbures (abrasif → fraises avec poudre diamantées ou poudre de tungstène)
Ex : céramiques utilisées en dentaire pour restaurer une couronne

Question 12

Les métaux
Propriétés communes :

Answer 12

• Liaisons métalliques
• Solides cristallisés
• Combinaisons = alliages : acier = Fe + C
• Très conducteurs de la chaleur, de l’électricité
• Opaques à la lumière visible
• Rigides, durs, déformables plastiquement -> remarque : rigide ≠ dur
• Température de fusion élevée mais envisageable (l’or fond à 900°)

Question 13

grains du métal

Answer 13

• On peut observer à l’œil nu la structure du métal, les « grains » du métal.
• Chaque grain a un arrangement atomique ordonné avec des atomes empilés dans une certaine direction. Chaque grain représente une organisation différente.
  → Apparence différente (gris clair, opaque, foncé, brillant) ⇨ la lumière réfléchie par l’ordonnancement des atomes l’œil arrive à percevoir la disposition atomique différente
  → Chaque grain ordonné différemment apparaît de couleur différente

Question 14

Les polymères
Propriétés :

Answer 14

• Longues molécules, souvent de carbone, reliées entre elles par des liaisons faibles
• Radicaux très divers : (CH3), Cl, etc. (pas forcément que du carbone)
• Solides amorphes (en opposition solides organisés, ordonnés)
• Isolants thermiques et électriques
• Légers, parfois transparents (ex : verre lunettes = résine)
• Facile à mettre en forme, peu rigide
• Ne supportent pas une température > 200°C en moyenne. Ils peuvent se rétracter, poser des problèmes,
  surtout au regard de l’environnement buccal qui subit des écarts allant jusqu’à 50°.  Le moindre changement de température entraîne des variations sur ce matériau.

Question 15

Les céramiques
Les céramiques sont regroupées en 2 grandes familles :

Answer 15

les solides amorphes et les cristaux.

Question 16

Les céramiques propriete

Answer 16

• Combinaison d’éléments métalliques et d’éléments non métalliques (O) : oxydes,
• Carbures, diamant, verres
• Liaisons covalentes et ioniques
• Solides amorphes et cristallisés (2 sous familles)
• Isolants thermiques (sauf diamant) et électriques
• Très durs (abrasif)
• Très rigide et fragile
• Températures de fusion très élevées (3000°) (ex : matériau principal constituant les fours)

Question 17

Propriétés des matériaux
a) Généralités

Answer 17

La propriété d’un matériau correspond à sa réaction face à une sollicitation externe. Les essais normalisés permettent de comparer les propriétés des matériaux en laboratoire (vitesse dedéformation, etc.)

Question 18

Propriétés des matériaux
3 catégories

Answer 18

• Propriétés mécaniques : comportement des matériaux déformés par des forces (traction, flexion,
  compression) (→ mastication = compression, orthodontie = friction).
• Propriétés physiques : comportement des matériaux à l’action de la température, des champs électriques ou
  magnétiques ou de la lumière (T° fusion, densité) → si mélange de métaux en bouche, champ électrique créé
  par la salive qui est électrolyte) (lumière : choisir la bonne teinte sur le nuancier).
• Propriétés chimiques : qui caractérisent le comportement des matériaux dans un environnement réactif
  (oxydation, corrosion, usure, etc.) (composition salive qui a une action (ex : changement de température).

Question 19

Lesliaisonscovalentes

Answer 19

Il s’agit des liaisons avec le plus d’énergie. 2 atomes se partagent 1 ou plusieurs électrons afin de compléter la couche électronique de valence à 8 électrons.
Il s’agit d’une liaison directionnelle de forte intensité = localisée dans l’orbitale de liaison. Cette orbitale représente l’enveloppe d’un point de vue statistique où on a le plus de chances de rencontrer les électrons participant à la liaison.

Question 20

Dans les matériaux où la liaison covalente domine on observe :

Answer 20

• Une température de fusion et une rigidité très élevée
• Une mauvaise conduction électrique car les électrons sont piégés dans les orbitales
• Une fragilité (céramique)
  Ex : les verres et céramiques sont des matériaux covalents.

Question 21

Les liaisons ioniques

Answer 21

⇨ Liaison caractéristique de la famille des céramiques.
Elles possèdent 2 atomes qui s’échangent 1 ou plusieurs électrons afin de compléter la couche de valence. L’attraction électrostatique d’ions (cations + et anions -) est présente.
C’est une liaison non directionnelle de forte intensité.

Question 22

liaison ionique est à l’origine aussi d’une :

Answer 22

• Température de fusion et rigidité élevée
• Fragilité
• Mauvaise conduction électrique

Question 23

Les liaisons métalliques

Answer 23

Les électrons sont mis en commun et délocalisés.
Il y a des forces de répulsion entre les noyaux et des forces d’attraction entre les noyaux (+) et les électrons (-)
⇨ Nuage d’électrons
Liaisons non directionnelles d’intensité moyenne à forte
⇨ Conductivité électrique

Question 24

liaisons métallique est à l’origine d’une :

Answer 24

• T et f de rigidité de moyennes à élevées
• Ductilité (déformation plastique)
• Bonne conduction électrique (→ métaux et alliages) (moins intéressant en odontologie)
  Remarque : la ductilité ne permet pas une déformation permanente contrairement à la fragilité (analogie trombone que je déforme).

Question 25

liaison faible

Answer 25

⇨ Liaisons caractéristiques des polymères.
Les liaisons de Van der Waals sont des exemples des liaisons hydrogène. Les liaisons hydrogène sont :
o Dues à la formation d’un dipôle électrique
o Rompues facilement par agitation thermique
Les Liaisons faibles sont des liaisons non directionnelles d’intensité faible.
Ex : dans la glace, les molécules d’eau H2O liées entre elles par des interactions de Van der Waals (entre atomes d’H électropositif et O électronégatif).

Question 26

liaison fiable a l’origine d’une

Answer 26

• Température de fusion faible
• Rigidité faible
• Mauvaise conduction électrique
  Exception : câbles de nylon constitués de liaisons faibles mais très résistants. Remarque : Les matériaux peuvent être constitués de liaisons multiples.

Question 27

Les liaisons mixtes

Answer 27

Ce sont des liaisons qui sont à la fois covalentes et ioniques. En effet, les liaisons purement covalentes ou ioniques sont rares.
La liaison covalente pure intervient entre 2 atomes identiques.
Si 2 atomes différents interviennent dans une liaison, ils peuvent être soumis à des influences contraires :
o La capacité de partager les électrons
o Le pouvoir d’attirer les électrons que possède le noyau de chacun des atomes = électronégativité
Ex : dans le NaCl, la différence d’électronégativité est de 2,1. Cette molécule est ionique à 52% et covalente à 48%. On dit qu’il est iono-covalent.

Question 28

Les liaisons hybrides

Answer 28

Comparaison de deux molécules composées exclusivement de carbone pourtant très différent au niveau de leurs propriétés du fait de leurs microstructures.
En effet, la mine d’un crayon et le diamant sont tous deux composés uniquement de carbone mais ils ne sont pas disposés de la même manière.
La disposition des carbones est de forme cubique pour le diamant et d’hexagone formant des couches superposées entre elles par des liaisons faibles (structure lamellaire) pour le graphite.
Remarque : Le diamant ne contient que des liaisons covalentes contrairement au graphite quicontient des liaisons covalentes mais aussi des liaisons faibles. Ex : Le charbon de bois s’effrite car c’est facile de séparer les différentes couches, il s’agit de liaisons faibles. A l’inverse c’est impossible de séparer les liaisons à la main d’un diamant.