Physique des matériaux

Sujet

Cet ouvrage expose l'origine physique des proprietes quipermettent de comprendre le comportement des materiaux(proprietes thermiques, electroniques, dielectriques,mag-netiques, de cohesion et de transport). L'accent estmis sur les pro-prietes des materiaux qui decoulent de leurstructure electronique. L'effet des surfaces, desimperfections et du desordre est largement presente.L'expose privilegie une approche simple de la physique desphenomenes plutot qu'une description formelle et generale.Un grand nombre d'exemples illustratifs sont empruntes auxresultats recents de recherches sur les materiaux nouveaux.L'ouvrage apporte ainsi au chercheur et a l'ingenieur unedescription de l'origine profonde de nombreux phenomenesphysiques.

Originalite

Cet ouvrage revisite la physique des solides mais lesauteurs vont bien au-dela du classique descriptif enmultipliant les illustrations des concepts a l'aide de casconcrets et modernes. La clarte pedagogique du texte etl'elegance permanente de l'expose ajoutent la facilite auplaisir de la lecture.

Public

Aux eleves ingenieurs et aux etudiants en science desmateriaux de 2e et 3e cycle. Il est cependant concu pouretre accessible a tout etudiant ayant recu une formationgenerale de physique et de chimie. Les fondementsnecessaires de physique quantique, d'electromagnetisme, demetallurgie physique sont rappeles quand cela s'averenecessaire.

Contenu

Introduction: De l'atome et la molecule au dispositifpratique - Methodes de calcul - Outils de caracterisation -Science des materiaux et materiaux nouveaux - Competitionentre materiaux. Architecture atomique et moleculaire:Construction d'un materiau - Courbes de Condon-Morse -Liaisons interatomiques - Etat cristallin - Structure dessolides cristallins - Imperfections cristallines -Materiaux non cristallins - Alliages metalliques -Heterostructures et superreseaux - Quasi-cristaux. Ondeselastiques dans les solides: Ondes elastiques dans unmilieu continu et isotrope - Ondes elastiques dans unmilieu periodique - Equation d'etat et dilatation dessolides - Methodes experimentales de determination des loisde dispersion. Electrons libres et presque libres:Classification des etats electroniques - Gaz d'electronsdes metaux normaux - Approximation des electrons libres.Energie de Fermi - Proprietes physiques du gaz d'electronslibres d'un metal normal - Approximation des electronspresque libres - Consequences physiques de la presence debandes interdites. Electrons lies des metaux de transitionet des semiconducteurs: Structure electronique de l'ion H+2- Description d'une structure de bandes en liaisons fortes- Bande d des metaux de transition - Structure de bandesdes semiconducteurs. Conductivite electrique: Phenomenes detransport - Conducteurs, semiconducteurs et isolants -Conductivite electrique des metaux - Conductiviteelectrique des semiconducteurs - Conductivite electriquedes semimetaux - Conducteurs synthetiques -Supraconductivite. Conductivite thermique: Loi de Fourieret Principe de mesure - Aspect cinetique - Mecanismes deconduction thermique - Lois d'additivite - Conductivitethermique electronique - Conductivite thermique du reseau -Conductivite de materiaux cristallins typiques - Materiauxnon cristallins. Effets thermoelectriques: Relation deKelvin - Mecanismes de generation thermoelectrique -Expression du PTE des solides - Principe de la mesure duPTE - Conversion thermoelectrique. Proprietes dielectriquesdes materiaux: Matiere polarisee - Mecanismes depolarisation - Ferroelectricite - Pyroelectricite,piezoelectricite. Proprietes magnetiques des materiaux:Description de la matiere aimantee. Dipoles magnetiques -Magnetisme des atomes et des ions - Diamagnetisme -Paramagnetisme - Ferromagnetisme - Antiferromagnetisme etferrimagnetisme - Ferromagnetisme de Fe, Co et Ni - Lecycle d'hysteresis. Surfaces et impuretes des materiaux:Differents types de defauts - Surfaces - Defauts ponctuelset diffusion - Structure electronique des defauts ponctuelsdans les metaux - Defauts ponctuels dans les solidesioniques et les oxydes. Chaque chapitre se termine par unexemple illustratif et des exercices.