QCM matériaux 2016 PDF

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Nom : Prénom : MATERIAUX POUR L’INGENIEUR -----------1ère Année – L3 (13 janvier 2017– 1H)

Documents papiers autorisés – Ordinateurs, calculatrices et téléphones cellulaires interdits Répondre en cochant la case correspondant à la bonne réponse : -

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___________________________________________________________________________ 1. Quel type d’hybridation explique la formation du méthane CH4 : a. sp b. sp2 c. sp3 d. sp2d2 2. Les nanotubes de carbone sont des nanoparticules (Figure 1) qui peuvent être dispersées dans des matrices polymères pour augmenter la conductivité électrique du nanocomposite final car : a. La forme tubulaire permet aux électrons délocalisés de la structure polymère de circuler le long des nanotubes b. La présence du carbone permet de doper le matériau polymère et réduire le gap entre bande de valence (BV) et bande de conduction (BC) c. Le transfert d’électrons est possible entre les atomes de carbone des nanotubes et ceux du polymère d. Les électrons délocalisés des carbones hybridés sp2 des nanotubes sont transférés le long des nanotubes.

Figure 1 - Illustration et micrographie de nanotubes de carbone

3. Sur la Figure 2, l’atome rouge occupe un site interstitiel : a. Octaédrique b. Hexaédrique c. Tétraédrique d. Cubique

Figure 2 – Site interstitiel

4. La plasticité dans les métaux s’explique par le déplacement : a. Des plans de mâcles b. Des précipités incohérents c. Des dislocations d. Des joints de grain 5. Quelles liaisons sont responsables de la cohésion dans le polyéthylène : a. Des liaisons faibles (V der W, hydrogène, ..) b. Des liaisons fortes (covalente, ioniques, ..) c. Des liaisons carbonées d. Des liaisons dangereuses

6. Qu’est-ce qu’un matériau polycristallin : a. Un matériau formé de plusieurs zones cristallines parfaitement orientées parallèlement b. Un matériau formé de zones cristallines et de zones amorphes aléatoirement réparties c. Un matériau formé de monocristau d. Un matériau qui peut se trouver sous forme amorphe, semi-cristalline ou cristalline. 7. Parmi ces classements de matériaux, lequel donne l’ordre de résistivité croissante ? a. polystyrène – verre – silicium – germanium dopé - cuivre b. cuivre - germanium dopé - silicium - verre - polystyrène c. germanium dopé - polystyrène – verre - cuivre – silicium d. germanium dopé - cuivre– verre – silicium – polystyrène 8. Lequel de ces matériaux n’est pas susceptible d’être utilisé pour constituer le diélectrique d’un condensateur ? a. Le téflon b. Le verre c. Le mica d. Le laiton 9. Afin d’obtenir un semi-conducteur de type p, on dope le Silicium avec du Bore. Ce dopage s’effectue par diffusion des atomes de Bore dans le Silicium à haute température. Quels sont les défauts qui sont impliqués dans cette opération ? a. Les dislocations b. Les porosités c. Les lacunes d. Les mâcles 10. Le matériau GeAs est constitué de Germanium (atome tétravalant) et dopé à l’Arsenic (atome pentavalant). On dit que c’est un : a. Semi-conducteur intrinsèque b. Semi-conducteur accepteur de type p c. Semi-conducteur donneur de type n d. Ce n’est pas un semi-conducteur 11. Lorsqu’on sollicite un matériau (sollicitation mécanique, thermique et/ou électrique), il réagit suivant des processus réversibles ou suivant des processus irréversibles. Parmi la liste suivante, quel processus est irréversible ? a. Stockage de la chaleur b. Conduction de l’électricité c. Déformation plastique d. Dilatation thermique

12. Deux céramiques C1 et C2 présentent des défauts (porosité) de taille identique. C1 a une ténacité de 0.9 MPa.m1/2 tandis que C2 a une ténacité de 2.3 MPa.m1/2. Laquelle de ces affirmations est juste ? a. La rupture des 2 céramiques se produira pour une même valeur de contrainte b. La rupture se produira pour une contrainte plus faible dans le cas de C1 c. La rupture se produira pour une contrainte plus faible dans le cas de C2 d. On ne peut pas prédire leur contrainte à rupture car on ne connait pas leur module d’Young respectif 13. On réalise un essai de traction simple sur une éprouvette de métal. Laquelle de ces grandeurs ne peut-on pas mesurer ? a. le module d’Young b. le facteur d’intensité de contrainte c. la limite élastique d. la déformation à rupture 14. Les deux courbes suivantes ont été obtenues successivement pour un même alliage métallique. Laquelle des affirmations suivante est fausse :

a. Le matériau devient moins ductile car le mouvement des dislocations est plus difficile b. La limite élastique du matériau augmente car de nouvelles dislocations se sont formées c. La multiplication des dislocations a rendu l’alliage plus tenace d. L’écrouissage a rendu le matériau plus dur. 15. La performance P d’une conception est le produit de 3 fonctions. Lesquelles ? a. Spécifications fonctionnelles (F), paramètres géométriques (G), Indice de performance (I) b. Spécifications fonctionnelles (F), paramètres géométriques (G), propriétés des matériaux (M) c. Spécifications fonctionnelles (F), contraintes mécaniques (C), propriétés des matériaux (M) d. Spécifications fonctionnelles (F), paramètres géométriques (G), coût des matériaux (€)

16. Sur un diagramme de choix des matériaux indiquant en abscisses la masse volumique  et en ordonnées le module d’Young E, quelle est la pente de la droite iso-performance pour l’indice de performance IP = E2 / 3 ? a. 2 b. 2/3 c. 3 d. 3/2 17. En vous aidant des deux diagrammes suivant (Figure 3 et 4), choisir le matériau qui convient le mieux à une structure subissant un effort de flexion et qui doit être la plus rigide et légère possible tout en assurant une contrainte à rupture supérieure à 100 MPa ? a. Un acier b. Du chêne c. Un composite renforcé de fibres de carbone d. Un alliage d’aluminium

Figure 3 - Diagramme de propriétés Module - Densité

Figure 4 - Diagramme de propriétés Module - Résistance

18. Quel est le principal compromis à faire lors de la conception d’une paroi de four. a. Trouver l’épaisseur optimale qui permet à la fois de minimiser les pertes vers l’extérieur et celles liées au stockage de chaleur dans la paroi b. Trouver le matériau qui a une capacité thermique faible et une conductivité thermique élevée c. Trouver un matériau peu couteux qui a une capacité thermique faible et une conductivité thermique élevée d. Trouver un matériau qui résiste aux hautes températures mais avec une conductivité thermique élevée 19. Le forgeage est un procédé très utilisé pour la mise en forme des métaux. Il consiste à donner la forme à une pièce grâce à un dispositif de frappe (marteau, martinet…) et un support (enclume, matrice…). Grâce à laquelle des propriétés suivantes le forgeage des métaux est-il possible ? a. Leur grande rigidité b. Leur grande ténacité c. Leur forte limite d’élasticité d. Leur forte contrainte à rupture

20. Pour quel type de matériaux la technique d’extrusion n’est pas utilisée : a. les polymères thermoplastiques b. les aciers c. les céramiques d. les bétons...