CORRECTION EXERCICE SPE 3

CORRECTION EXERCICE SPE 3
Exercice 1 page 190
1. Pour fabriquer du verre vitrocéramique, on joue sur les paramètres température et temps.
2. Apres obtention du verre fondu, on le fait passer à l’état vitreux. On élève ensuite la température du verre de
manière à faire apparaitre des germes cristallins. Cette température est inferieure à celle pour laquelle le verre est
fondu. Ensuite, on élève encore la température du verre (toujours en dessous de la température ou il est fondu) de
manière à faire croitre les cristaux plus rapidement.
3. Le recuit consiste à élever la température du verre, sans pour autant le faire fondre.
4. Lors des paliers de germination et de croissance, le verre n’est pas fondu car, d’après le graphique, la température de
ces deux étapes est inférieure à celle pour laquelle le verre est fondu.
5. a. Un verre vitrocéramique présente une base amorphe d’un verre classique et des zones cristallines, provenant de la
croissance des germes cristallins survenus lors des recuits.
b. Un tel verre a donc une structure semi-cristalline, avec une phase cristalline plus ou moins importante selon le taux
de germination et la durée de croissance des cristaux
Exercice 6 page 191
1. Cette observation montre que toutes les radiations se réfractent avec un angle différent.
2. A est sans unité et B en m2.
3. On détermine l’indice optique d’un verre pour plusieurs radiations de longueur d’onde connue. On a donc la valeur de
n pour plusieurs valeurs de λ.
On trace ensuite le graphe de n en fonction de 1/λ², on doit obtenir une droite de coefficient directeur égal a B et
d’ordonnée a l’origine A.
4. Le bleu a une longueur d’onde plus faible que le rouge, donc son indice de réfraction dans le verre est plus élevé, et la
réfraction qu’il subit, plus importante.
5. L’indice optique d’un milieu dépendant de la longueur d’onde de la radiation qui le traverse, on fait un choix
arbitraire de longueur d’onde, pour donner une valeur d’indice optique.
Exercice 10 page 193
1. On peut schématiser la goutte de la manière suivante.
2. Lorsque la mouillabilité d’un liquide diminue, l’angle de mouillage, lui, augmente.
3. L’effet antitache d’un revêtement est donc d’autant plus performant que l’angle de
mouillage des liquides y est élevé.
4. a. Le revêtement nanostructure diminue la surface de contact entre le tissu et la goutte,
qui accrochera donc d’autant moins au tissu.
b. Un revêtement nanostructure nécessite moins de produit qu’un revêtement uniforme ; il coûte moins cher. De plus,
un revêtement uniforme peut modifier considérablement l’aspect et le toucher de la surface du tissu, ce que ne fait pas,
ou beaucoup moins, un revêtement nanostructure.
Exercice 11 page 194
A. 1. La contrainte étant une force par unité de surface, elle s’exprime dans la même unité que la pression, donc en Pa.
2. Pour une même contrainte, la distance sur laquelle se propage la fissure est plus importante pour le métal. C’est donc
dans le métal que la fissure se propage plus facilement.
3. a. La céramique rompt pour une distance parcourue par la fissure plus faible. Le métal supporte donc une plus longue
fissure avant rupture.
b. La céramique rompt pour une fissure plus courte : c’est le matériau le plus cassant des deux.
B. 1. Les deux courbes présentent une première partie linéaire identique. La céramique renforcée présente une
deuxième partie non linéaire qui montre que la rupture de la pièce survient pour une fissure plus longue.
2. Une charge renforçant peut bloquer momentanément ou dévier une fissure.
3. Une fibre peut également bloquer ou dévier la fissure, elle peut également se briser ou se déchausser sous l’effet de
la fissure.
4. Les contraintes mécaniques subies par la matrice lorsqu’elle est seule le sont également par les renforts lorsqu’elle
est renforcée. Ces derniers permettent donc au matériau de supporter des contraintes plus élevées.