UTBM innovation materiaux 2007 imap

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Université de Technologie de Belfort Montbéliard Nom : Année universitaire 2007/2008 Prénom : Département IMAP Signature :Semestre d'automne--------------------------------------------------------------------------------MA 60 : Innovation matériauxExamen final – Matériaux innovants1 h 30. Tous documents autorisésL'examen comporte trois parties. Chacune partie étant corrigée par un enseignant différent, il est important de répondre dans les espaces réservés, et surtout de ne pas mélanger les questions (Vous pouvez éventuellement utiliser le verso des feuilles).Les questions sont indépendantes et ont un poids équivalent dans la notation--------------------------------------------------------------------------------Partie de Didier KleinQuestion N°1 : Choix d'acier de baseVous devez acquérir pour une production un acier de base. Votre choix entre fournisseurs oscille entre qualité et prix. Expliquez les raisons qui devraient vous faire valider votre choix en particulier pour le choix entre matériaux de première coulée et matériaux recyclés.Question N°2 : Dioxyde de TitaneQuelle(s) propriété(s) du dioxyde de titane justifie (ent) son utilisation sur des surfaces de baie vitréeUTBM, Semestre d'automne 2007, Unité de valeur MA 60, Contrôle final, Page 1 / 4Université de Technologie de Belfort Montbéliard Nom : Année universitaire 2007/2008 Prénom : Département IMAP Signature :Semestre ...
Publié le : jeudi 21 juillet 2011
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Université de Technologie de Belfort Montbéliard
Nom
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Année universitaire 2007/2008
Prénom :
Département IMAP
Signature
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Semestre d'automne
--------------------------------------------------------------------------------
MA 60
:
Innovation matériaux
Examen final – Matériaux innovants
1 h 30. Tous documents autorisés
L'examen comporte trois parties. Chacune partie étant corrigée par un enseignant différent, il est
important de répondre dans les espaces réservés, et surtout de ne pas mélanger les questions
(Vous pouvez éventuellement utiliser le verso des feuilles).
Les questions sont indépendantes et ont un poids équivalent dans la notation
--------------------------------------------------------------------------------
Partie de Didier Klein
Question N°1 : Choix d'acier de base
Vous devez acquérir pour une production un acier de base. Votre choix entre fournisseurs oscille
entre qualité et prix. Expliquez les raisons qui devraient vous faire valider votre choix en
particulier pour le choix entre matériaux de première coulée et matériaux recyclés.
Question N°2 : Dioxyde de Titane
Quelle(s) propriété(s) du dioxyde de titane justifie (ent) son utilisation sur des surfaces de baie
vitrée
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:
Innovation matériaux -
Partie de Cécile Langlade
Question N°3 : Alliage de Titane
Beaucoup de prothèses orthopédiques sont réalisées en alliage de Titane de type TA6V. Justifier
le choix du titane et de cette nuance.
Question N°4 : Superalliages
a) Quelle est la principale propriété attendue d’un superalliage ?
b) L’alliage MAR-M-247 a pour composition type :
Ni
Co
W
Cr
Al
Ta
Hf
Ti
Mo
C
Zr
B
-
10
10
8.25
5.5
3
1.5
1
0.7
0.15
0.05
0.015
A quoi servent les éléments Ti/ Al ?
Même question pour les groupes Co/W/Mo/Ta/Cr et C/Zr/B ?
D’après cette composition, à quelle génération d’alliages peut-il appartenir ?
Question N°5 : Traitements de surface
Sachant que le chromage dur par voie électrolytique est très similaire au procédé de
galvanisation, indiquez les principaux avantages et inconvénients de ce type de traitement. Quels
procédés de remplacement peuvent-ils être proposés afin de limiter ces inconvénients ?
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Innovation matériaux -
Partie de Denis Choulier
Question N°6 : Alliages d'Aluminium
La figure ci-dessous a été construite à partir de CES 4. Elle donne les résistivités et limites
élastiques des familles d'alliages série 1xxx, 2xxx, 3xxx, 5xxx, et 7xxx (Les séries 2, 6, et 8 ne
sont pas reportés, quelques "exceptions" n'ont pas été prises en compte). Commentez cette figure.
Electrical resistivity (µohm.cm)
3
4
5
6
Yieldstrength(elasticlimit)(MPa)
20
50
100
200
500
7
5
3
2
1
Question N°7 : Alliages à Mémoire de Forme
Les Alliages à Mémoire de Forme possèdent deux propriétés essentielles : la possibilité de
revenir à leur forme initiale lorsqu'on les chauffe (effet mémoire simple), et une possibilité de
déformation élastique réversible bien plus importante que celle des métaux habituels (super
élasticité). A partir d'une description des mailles cristallographiques cubique face centrée (cfc) et
cubique centrée (cc), expliquez l'une et l'autre de ces deux propriétés. (Dans les représentations,
les atomes en gris clair seraient cachés si les cubes étaient opaques)
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Innovation matériaux -
Partie de Denis Choulier (suite)
Question N°8
En suivant le cycle de développement d'un
matériau (comme on peut le faire pour un
produit en marketing - les échelles de temps
sont simplement très différentes), on peut
parler d'étapes de découverte, premières
applications (à faible échelle),
développement (diffusion), saturation,
déclin.
Estimez de la position des matériaux suivants sur leur propre courbe – indiquez à quelle étape
vous les situez. Vous pouvez ponctuellement donner des justifications courtes.
1 : Composites fibre de verre / époxyde
2 : Composites à fibres naturelles (sisal, lin, coco …)
3 : Superalliages à solidification dirigée
4 : Mousses de carbone
5 : Revêtements Nitrure de titane (jaune)
6 : Hydroxiapatite
7 : Aluminium 2017 (AU4G)
8 : Nitinol (Ti Ni)
9 : Fe80P20 (Verre métallique)
10 : Quasi cristaux
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Volumedematériauemployé
Temps
Découverte
Premières applications
Amélioration / diffusion large
Saturation des applications
Déclin / concurrence
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