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Avant-propos................................................................................. 9 Introduction.................................................................................. 11 1. De l'atome au solide................................................................ 15 L'atome et ses électrons............................................................ 16 Les liaisons chimiques............................................................... 20 Le solide................................................................................. 25 Exemples de liaisons chimiques dans les solides............................ 29 Niveaux d'énergie électronique et structure de bandes................... 32 2. Ordre et désordre..................................................................... 37 Les cristaux.............................................................................. 38 Monocristal et polycristal........................................................... 44 Les verres................................................................................ 47 3. Conducteurs, isolants, semiconducteurs et supraconducteurs...... 53 La conduction métallique........................................................... 54 Isolants et semiconducteurs....................................................... 57 Semiconducteurs intrinsèques et extrinsèques............................... 62 Applications des semiconducteurs : diodes et transistors, cellules photovoltaïques, diodes électroluminescentes.................... 66 Les supraconducteurs................................................................ 71 4. Comportement optique des matériaux....................................... 75 Comportement optique des métaux.............................................. 77 Comportement optique des non-métaux....................................... 81 Les couleurs dans la nature........................................................ 88 5. Propriétés thermiques des matériaux........................................ 91 Les matériaux d'isolation thermique............................................ 95 Les chocs thermiques dans les matériaux..................................... 98 La thermoélectricité.................................................................. 98 6. Les matériaux magnétiques...................................................... 101 7. Les matériaux diélectriques...................................................... 107 8. Des défauts souvent bien utiles................................................ 113 Les défauts ponctuels................................................................ 114 9. La diffusion atomique et la conduction ionique......................... 119 La diffusion atomique................................................................ 120 Les conducteurs ioniques........................................................... 123 10. Comportement mécanique...................................................... 127 Le comportement élastique........................................................ 128 Le comportement plastique........................................................ 130 Les dislocations........................................................................ 133 Contrainte de rupture................................................................ 141 Rupture fragile et rupture ductile................................................ 142 11. Les métaux et alliages métalliques......................................... 147 Le fer et les alliages ferreux....................................................... 149 Les métaux et alliages non ferreux.............................................. 151 12. Les céramiques et le verre...................................................... 155 13. Les polymères....................................................................... 163 Les polymères thermoplastiques.................................................. 164 Les polymères thermodurcissables............................................... 170 Les élastomères........................................................................ 171 Les colles et adhésifs................................................................ 173 14. Les matériaux composites...................................................... 175 Compositions et mise en oeuvre des composites............................ 176 D'excellentes performances mécaniques........................................ 179 Des composites pour les hautes températures............................... 180 Un souci : la difficulté à recycler les composites............................ 181 Matériaux composites naturels.................................................... 181 Matériaux composites granulaires pour la construction................... 184 15. La surface des matériaux........................................................ 187 La corrosion............................................................................. 189 La catalyse............................................................................... 192 Le mouillage des surfaces.......................................................... 195 La superhydrophobie................................................................. 198 L'adhésion des polymères........................................................... 201 16. Les matériaux en couches minces........................................... 203 Couches minces à fonction mécanique......................................... 204 Couches minces à fonction optique............................................. 205 Couches minces à fonction électrique.......................................... 207 Couches minces à fonction catalytique ou photocatalytique............ 208 17. Les nanomatériaux................................................................. 213 Nanostructures : définitions et classifications................................ 214 Propriétés spécifiques aux nanomatériaux..................................... 216 Exemples emblématiques............................................................ 220 Domaines d'application.............................................................. 223 Conclusion.................................................................................... 227

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