Dans ce module, nous discuterons de la structure de l'atome, de la manière dont les atomes interagissent entre eux et de la façon dont ces interactions affectent les propriétés des matériaux. Nous étudierons comment les types d'atomes présents dans un matériau déterminent le type de liaison, ce qui différencie les trois types de liaisons primaires - métalliques, ioniques et covalentes - et les implications du type de liaison sur la microstructure du matériau. Vous apprendrez comment les atomes s'organisent en fonction de leur taille et de leur liaison. Ces connaissances vous permettront de comprendre la relation entre la microstructure d'un matériau et ses propriétés.

Ce module explique comment les atomes sont disposés dans les matériaux cristallins. La plupart des matériaux que nous utilisons quotidiennement sont cristallins, c'est-à-dire qu'ils sont constitués d'un réseau d'atomes se répétant régulièrement. Le "bloc de construction" d'un cristal, appelé réseau de Bravais, détermine certaines des propriétés physiques d'un matériau. La compréhension de ces principes cristallographiques sera essentielle pour les discussions sur les défauts et la diffusion, qui seront abordées dans le module suivant.

Dans le module précédent, nous avons appris comment la structure du réseau d'un matériau cristallin détermine en partie les propriétés de ce matériau. Dans ce module, nous commencerons à apprendre comment les défauts - les écarts par rapport à la microstructure attendue - ont également un effet important sur les propriétés. Ce module traite des défauts unidimensionnels, ou défauts ponctuels, qui peuvent être des atomes manquants (lacunes) ou des atomes en excès (solution interstitielle) ou le mauvais type d'atome à un point du réseau (solution substitutive). Sur la base de ces concepts, une partie de ce module traitera de la diffusion - le mouvement des atomes à travers la structure cristalline.

Ce module couvre les défauts bidimensionnels et tridimensionnels tels que les dislocations, les joints de grains et les précipités. La discussion s'étend pour expliquer comment la déformation d'un matériau est prise en compte au niveau microscopique. Nous terminerons en abordant la manière dont la présence et les propriétés des défauts peuvent augmenter ou diminuer la résistance d'un matériau.

Dans ce module, nous abordons les matériaux qui ne sont pas entièrement cristallins, tels que les polymères, les caoutchoucs et les verres. Vous apprendrez comment l'absence de cristallinité affecte le comportement de ces matériaux et quels sont les facteurs qui influencent leur formation et leurs propriétés. Les leçons comprennent des discussions sur la microstructure et les défauts des matériaux amorphes, la cystallinité partielle des polymères et des démonstrations de matériaux présentant un comportement ductile et fragile à différentes températures.