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Introduction Générale

• Étude de la cohésion et des matériaux, présentée par le Professeur Taibi Kamel.
• Exploration des matériaux depuis l'échelle atomique jusqu'à l'échelle macroscopique.

Structure de la Matière

• La matière se compose d'un noyau central avec des électrons en orbite.
• Exemples de matériaux métalliques étudiés, notamment le fer.
• Fer possède une structure polycristalline avec des monocristaux ayant une maille cubique centrée.

Échelles de Dimension

• Échelle macroscopique : plusieurs dizaines de micromètres (µm), par exemple, 100 µm pour des monocristaux de fer.
• Échelle microscopique : ordre de grandeur de 10 Å (1 nm).
• Échelle nanoscopique : comprend les dimensions de l'atome, soit 1 Å (0,1 nm).

États de la Matière

• Trois états principaux : solide, liquide et gaz.
• Structures solides peuvent être ordonnées (monocristallins), désordonnées (amorphes), ou intermédiaires (polymères).
• Solides polycristallins : présence de grains multiples.

Liaison entre Atomes

• Quatre types de liaisons fortes : ioniques, covalentes, métalliques, et mixtes.
• Liaisons faibles incluent les liaisons de Van der Waals et hydrogène.

Énergie et Forces

• Énergie de liaison dans NaCl liée à l'ionisation de Na et à l'acceptation d'un électron par Cl.
• Force entre atomes de type coulombien décrite par F = -q²/4πe₀r².
• Énergie d'attraction coulombienne calculée par Madelung, avec une constante spécifique (M = 1.7476).

Équilibre et Potentiel

• À l'équilibre, l'énergie minimale est atteinte lorsque la dérivée d'énergie par rapport à la distance est nulle (dE/dr = 0).
• Distance d'équilibre obsérvée : r₀ = 0.281 nm.

Propriétés des Matériaux

• Propriétés mécaniques comme la fragilité, ductilité et élasticité dépendent de la nature des liaisons.
• Détail de l'élasticité dans les matériaux, étudiée depuis le XVIIe siècle.

Dilatation Thermique

• Relation entre dilatation thermique et énergie de liaison : plus l'énergie de liaison est faible, plus la dilatation thermique est importante.