投稿者: yako77

Qu’est-ce que l’acier rapide ?

L’acier rapide est l’un des matériaux utilisés pour les outils de coupe dans le travail des métaux.

Il a été développé pour fournir un matériau pour les outils qui permettent de couper des matériaux métalliques à des vitesses plus élevées. Les aciers rapides sont des aciers à haute teneur en carbone contenant des éléments d’alliage. En anglais, il est appelé “highspeed steel” et est donc parfois désigné par l’abréviation “HSS”.

En principe, il peut être utilisé pour la plupart des matériaux de pièces à usiner, mais la température du point de coupe doit être inférieure à 600°C. La dureté de l’acier diminue rapidement à des températures supérieures à environ 600°C.

Utilisations des aciers rapides

Les aciers rapides, comme leur nom l’indique, sont des matériaux conçus pour la coupe à grande vitesse. Ils sont souvent utilisés pour les outils de coupe et les lames. À l’époque de leur développement, ils étaient conçus pour la coupe à haute vitesse. Aujourd’hui, les outils en carbure cémenté utilisant du carbure cémenté sont plus adaptés à la coupe à haute vitesse.

Les aciers rapides peuvent donc couper à des vitesses élevées. Outre les outils de coupe, ils sont également utilisés pour les outils de travail à froid et les moules pour le travail du plastique.

Propriétés des aciers rapides

Les aciers rapides sont le type d’acier le plus dur, mais ils sont plus souples et plus résistants que le carbure cémenté et sont donc plus résistants aux chocs lors de l’usinage. L’avantage est que les outils sont moins sujets aux défauts tels que la fissuration, l’écaillage et la rupture. Les aciers rapides sont supérieurs lorsque la résistance à l’écaillage est requise ou que les coûts doivent être maintenus à un niveau bas.

D’un autre côté, il présente l’inconvénient d’être sensible à la chaleur pendant l’usinage en raison de sa propriété de perdre rapidement sa dureté à des températures supérieures à 600°C environ. Il faut donc veiller à éviter l’échauffement de l’outil, par exemple en réduisant la vitesse de coupe et en utilisant un liquide de refroidissement approprié.

Par rapport aux outils en carbure cémenté, qui sont supérieurs en termes de vitesse de coupe, de résistance à l’usure et de résistance à la chaleur, les aciers rapides présentent de nombreux inconvénients. En particulier dans l’usinage de pièces produites en série, où l’efficacité de l’usinage influe directement sur les coûts, il est possible d’usiner plus de pièces en même temps en utilisant des outils en carbure cémenté. Par conséquent, même si les outils en carbure cémenté coûtent plus cher par outil, dans de nombreux cas, ils sont supérieurs en termes de coût en raison de leur durée de vie plus longue et de leur usinage plus rapide.

Types d’aciers rapides

Les aciers rapides pour outils peuvent être divisés en deux grandes catégories : les aciers à base de tungstène (W) et les aciers à base de molybdène (Mo).

1. A base de tungstène

Les aciers rapides au tungstène sont des aciers à haute teneur en carbone auxquels du tungstène ou d’autres éléments ont été ajoutés. Le type de base est le tungstène à 18 %, également connu sous le nom de type 18-4-1, où 18 représente le tungstène, 4 le chrome (Cr) et 1 le vanadium (V). Il est principalement utilisé pour les outils de tournage.

2. A base de molybdène

Les aciers rapides à base de molybdène ont été développés comme une version moins coûteuse des aciers à base de tungstène. Ils contiennent environ 5 % de molybdène et 6 % de tungstène. Par rapport aux aciers à base de tungstène, ils ont une dureté et une viscosité supérieures et sont résistants aux chocs, de sorte qu’ils sont utilisés pour les forets soumis à des chocs.

L’ajout de cobalt aux aciers à base de tungstène et de molybdène augmente leur résistance à l’usure par rapport aux aciers sans cobalt. Ils sont choisis lorsqu’une plus grande résistance à l’usure est requise.

Autres informations sur les aciers rapides

Dureté des aciers rapides

Les aciers rapides ont une dureté Vickers de 722 HV. Le S45C, un acier au carbone couramment utilisé dans l’acier général, a une dureté de 201-269 HV, c’est-à-dire qu’il est très dur parmi les aciers.

Le carbure cémenté a une dureté de 1700-2050 HV, soit environ trois fois celle de l’acier à outils rapide. Cela en fait l’outil le plus fréquemment utilisé dans les opérations de coupe. Dans les situations où le temps d’usinage n’est pas aussi critique, comme les prototypes ou les pièces uniques, la durée de vie de l’outil est plutôt courte et le rendement en termes de coûts est médiocre. Les aciers rapides sont donc en deuxième position derrière les outils en carbure cémenté en termes de coût unitaire et de facilité de réaffûtage à l’aide d’une rectifieuse.

Qu’est-ce que l’acier de construction ?

L’acier de construction, également appelé acier SS, est un type d’acier à faible teneur en carbone.

En raison de sa faible teneur en carbone, l’acier SS est utilisé comme matière première car il ne peut pas être renforcé par un traitement thermique.

D’autre part, il est largement utilisé dans divers domaines. Il peut en effet être fabriqué dans une variété de formes, telles que la tôle, l’acier en H, la barre et l’acier de montagne, et il est très polyvalent.

Utilisations des aciers de construction

Bien qu’il existe de nombreux types d’acier différents, ils sont utilisés dans des domaines très variés. Il est rationnel et pratique car il présente un taux de rendement élevé et peu de produits défectueux parmi les aciers.

L’acier à haute résistance est utilisé dans les domaines où une résistance particulière est requise. Il est cependant coûteux et difficile à traiter, de sorte que le matériau SS, qui est peu coûteux et de performance moyenne, est apprécié. Les utilisations spécifiques sont les suivantes :

• Produits de construction et de génie civil
  Supports et poutres de ponts, charpentes et toitures de bâtiments, barres d’armature pour les fondations, etc.
• Machines-outils
  Tours, machines à souder, presses, pièces de machines, etc.
• Équipements de production
  Conteneurs, moules, équipement de coulée, etc.
• Moyens de transport
  Chemins de fer, navires, véhicules, etc.
• Matériel de production d’énergie
  Tours de transmission, éoliennes, etc.
• Appareils ménagers
  Réfrigérateurs, fours à micro-ondes, etc.
• Équipements auxiliaires
  Bancs, échafaudages, panneaux de signalisation, etc.

Caractéristiques des aciers de construction

Il n’existe pas de normes précises concernant les impuretés contenues dans les aciers à faible teneur en carbone, dont la teneur en carbone est d’environ 0,2 % dans les matériaux SS, si ce n’est que la teneur en phosphore et en soufre est déterminée à 0,05 % près. De plus, l’augmentation de la résistance par traitement thermique n’est pas possible lorsque la teneur en carbone est inférieure à 0,3 %.

Il est à noter que les acier de construction sont également utilisés comme matière première en l’état, l’accent étant mis sur la résistance à la traction et la limite d’élasticité. Les effets de la fragilité thermique due au chauffage sont faibles. L’étirage et le soudage peuvent être utilisés pour fabriquer des boîtes de conserve, et les coûts peuvent être réduits lorsque des produits en acier standardisés sont utilisés.

Cependant, comme ils ne forment pas de film d’oxyde comme le cuivre et l’aluminium, les zones chauffées et découpées sont sujettes à la rouille et nécessitent une peinture ou un traitement de surface. L’acier fondu est coulé directement dans l’acier, alors que l’acier chaulé est moulé. Des impuretés subsistent mais la qualité est maintenue en raison du sertissage interne causé par le laminage.

L’acier tué est désoxydé. Il s’agit d’un métal dans lequel des additifs sont ajoutés pour éliminer les gaz et les impuretés et homogénéiser la structure interne.

Types d’aciers de construction

Il existe quatre types de matériaux SS : SS330, SS400, SS490 et SS540. Le chiffre qui suit SS représente la résistance minimale à la traction, spécifiée à 400-510 MPa pour SS400.

Le SS330 et le SS540 sont disponibles sous forme de normes mais ne sont pratiquement jamais distribués. Le SS490 n’est pas non plus utilisé en raison de sa teneur élevée en carbone.

Autres informations sur les aciers de construction

Aciers standard en dimensions

Il existe des aciers standard de différentes dimensions, tels que l’acier de montagne en L, l’acier à rainure en U, l’acier en H et l’acier plat. Les tôles ont une épaisseur de 3,2 mm ou moins, comme les tôles d’acier laminées à froid (par exemple SPCC), tandis que les matériaux similaires comprennent l’acier laminé pour la construction de bâtiments (SN), l’acier laminé pour les structures soudées (SM) et l’acier au carbone pour la construction de machines (SC).

D’autres types d’acier au carbone comprennent l’acier à faible teneur en carbone (par exemple S15C), l’acier à teneur moyenne en carbone (par exemple S45C) et l’acier à haute teneur en carbone (par exemple SK5).

Qu’est-ce que l’acier ?

Le terme acier est un terme générique désignant les matériaux  principalement composés de fer et utilisés dans tous les secteurs industriels.

Aucun matériau en acier n’est constitué à 100 % de fer, et des composants chimiques tels que le carbone, l’azote et le chrome sont ajoutés à l’acier pour lui donner de la solidité, de la résistance à l’usure et à la température. Les aciers les plus courants sont le SS (acier laminé pour les structures générales), le SN (acier laminé pour les structures de bâtiment) et le SM (acier laminé pour les structures soudées). Le matériau SUS (acier inoxydable), dans lequel au moins 10,5 % de chrome est ajouté au fer, se caractérise par sa grande résistance à la rouille.

Utilisations de l’acier

L’acier est utilisé dans de nombreux produits familiers, tels que les appareils ménagers et les automobiles. Les matériaux en acier répondent à diverses exigences en termes de résistance, de température, de conductivité, de résistance à la corrosion, à l’usure, d’usinabilité, de ténacité, etc. Les matériaux en acier sont fabriqués de manière à répondre à ces exigences grâce à des méthodes de transformation, à la proportion de composants chimiques ajoutés et au traitement thermique.

Lorsqu’il est fabriqué à partir de pierres d’acier par les fabricants de matériaux métalliques, il est formé en barres telles que l’acier en forme de H, l’acier en forme de I et l’acier en forme de C. IL est ensuite vendu en tant que forme de matériau, utilisées par exemple dans la construction des ponts. Il existe également des aciers sous forme tubulaires ou de plaques qui sont utilisés comme tôles en feuilles minces, par exemple dans les parois d’ascenseurs.

Propriétés des matériaux en acier

Les substances chimiques contenues dans l’acier sont composées des cinq éléments suivants :

1. Le carbone (C)

L’ajout de carbone augmente la résistance à la traction et la dureté, ce qui accroît la résistance de l’acier. Il améliore également la trempabilité, mais des ajouts excessifs peuvent entraîner une réduction de la ténacité.

2. Le silicium (Si)

Ajouté comme désoxydant aux métaux, il peut augmenter la limite d’élasticité et la résistance à la traction sans affecter la ténacité ou la capacité d’allongement. Cependant, des ajouts excessifs peuvent conduire à une rupture (fragilisation).

3. Le manganèse (Mn)

Ajouté comme agent de désulfuration, il a pour effet d’augmenter la limite d’élasticité et la résistance à la traction sans nuire à la ténacité en améliorant les propriétés de trempe.

4. Le phosphore (P)

Cette substance est traitée comme une impureté générée lors de l’affinage de l’acier et est responsable de la réduction de la résistance en termes de ténacité et de résistance à la traction. D’autre part, elle a pour effet d’améliorer l’usinabilité, mais sa teneur doit être maintenue aussi faible que possible.

5. Le soufre (S)

Comme le phosphore, le soufre est considéré comme une impureté qui réduit la résistance et la soudabilité, de sorte que sa teneur doit généralement être maintenue aussi faible que possible. En revanche, lorsqu’il est associé au manganèse, il agit comme un briseur de copeaux, brisant les copeaux filiformes dans une mesure raisonnable. Il peut donc être ajouté en quantités appropriées pour améliorer l’usinabilité.

Ces cinq éléments sont collectivement appelés les cinq éléments de l’acier : une teneur trop élevée en l’un d’entre eux a un effet négatif sur la résistance, de sorte que l’équilibre de la teneur est ajusté en fonction de l’endroit où l’acier est utilisé et de l’usage auquel il est destiné, afin d’affiner le bon acier pour le bon matériau. Les propriétés de l’acier varient également en fonction de la façon dont il est traité thermiquement, des ajustements sont donc nécessaires pour prendre en compte les propriétés après traitement thermique.

Types de matériaux en acier

Les trois types de matériaux en acier suivants sont des exemples typiques des caractéristiques des matériaux en acier.

1. Acier laminé de construction générale (acier SS)

Il existe quatre types d’acier : SS330, SS400, SS490 et SS540, les chiffres représentant la limite inférieure de la résistance à la traction. La composition chimique est déterminée par la quantité de C, Mn, P et S. Le SS400 est le plus répandu et le plus utilisé.

2. Acier laminé pour la structure des bâtiments (matériau SN)

Il existe cinq types d’acier : SN400A, B, C et SN490B, C. Il est destiné à être utilisé comme matériau structurel pour le bâtiment et la construction et possède des indicateurs définis pour la résistance sismique et la soudabilité. Afin de garantir la capacité de déformation plastique, le coefficient d’élasticité et la limite supérieure de la limite d’élasticité sont spécifiés.

3. Aciers laminés pour structures soudées (matériaux SM)

Il existe 11 types de matériaux SM avec des compositions chimiques définies de C, Si, Mn, P et S. Les matériaux SM sont appelés “Killed Steel” (ou “Semi-Killed Steel”) et se caractérisent par une teneur en oxygène inférieure à celle des matériaux SS.

Qu’est-ce qu’une barre en cuivre ?

Les barres en cuivre sont des matériaux en cuivre utilisés dans les parties conductrices de courant des équipements électriques. Elles sont fabriquées à partir de cuivre dur ou de cuivre exempt d’oxygène, qui possède une excellente conductivité électrique et thermique.

Le cuivre dur (C1100) est un métal dont la pureté du cuivre est d’au moins 99,9 %. Il présente une excellente conductivité électrique et thermique, ainsi qu’une résistance à la corrosion et une bonne maniabilité. En raison des traces d’oxygène présentes à l’intérieur, il peut réagir avec l’hydrogène à des températures élevées, ce qui entraîne une fragilisation.

Le cuivre sans oxygène (C1020) contient moins d’oxygène que le cuivre dur et présente une résistance et une distorsion moindres. Le cuivre sans oxygène peut donc être utilisé dans des environnements où la fragilisation par l’hydrogène est un problème. Le cuivre sans oxygène est également largement utilisé dans les équipements sous vide en raison de sa faible émission de gaz.

Utilisations des barres en cuivre

Les barres en cuivre sont utilisées comme conducteurs pour transporter des courants importants à haute tension dans diverses applications, notamment les tableaux de distribution et les circuits de commande des véhicules électriques et des trains.

Par rapport aux conducteurs ronds, les barres en cuivre présentent l’avantage d’une meilleure conductivité et nécessitent moins d’espace pour le câblage. De plus, il n’est pas nécessaire de calfeutrer les bornes ; il suffit de percer un trou directement à travers la barre en cuivre pour qu’elle soit boulonnée à l’équipement. Lorsque les conducteurs sont plus épais, il est nécessaire de prendre en compte le rayon de courbure, mais cela n’est pas nécessaire avec les barres en cuivre.

Caractéristiques des barres en cuivre

La section minimale des barres en cuivre doit être déterminée en fonction de la valeur du courant. La section transversale est calculée en divisant la valeur du courant par la densité du courant.

Lors de la conception de la section transversale réelle, la section transversale est déterminée en tenant compte du chanfreinage et du formage du matériau et de l’augmentation de la densité de courant de + 5 %.

Si la surface de la section des trous de vis est supérieure à la moitié de la surface de la section sans trous de vis, il n’est pas nécessaire de faire correspondre la surface de la section des trous de vis à la surface de la section calculée.

Certaines normes nationales fournissent des dimensions types de référence pour les barres en cuivre, avec des épaisseurs de 2,0 mm à 30 mm, des largeurs jusqu’à 300 mm et des longueurs jusqu’à 5 000 mm.

En plus du cuivre, les barres en cuivre peuvent également être fabriquées en aluminium. Bien que l’aluminium ait une résistance à la traction et une conductivité inférieures à celles du cuivre, il est moins cher et peut être considéré comme une solution économique. D’autre part, l’aluminium a une conductivité plus faible, de sorte que le volume du conducteur doit être plus important que pour les barres en cuivre.

Qu’est-ce qu’une fibre métallique ?

Les fibres métalliques sont de fines fibres de métal.

Les fibres métalliques sont fabriquées dans une large gamme de diamètres, allant de moins de 10 µm à environ 200 µm. Elles peuvent être fabriquées principalement par des méthodes d’étirage, de filage par fusion et de coupe. Récemment, de nouvelles techniques de fabrication ont été mises au point, telles que les méthodes de dépôt en phase vapeur (CVD).

Les fils d’or et d’argent sont utilisés à des fins décoratives depuis l’Antiquité. Aujourd’hui, le développement des matériaux composites a conduit à s’intéresser davantage aux matériaux fibreux, et divers types de fibres métalliques sont produits, notamment à partir d’acier inoxydable, d’aluminium, de fer, de nickel, de cuivre, de tungstène, de molybdène et de béryllium.

Utilisations des fibres métalliques

Les fibres métalliques sont principalement utilisées dans des domaines spéciaux tels que les composites, le renforcement, la filtration et l’élimination de l’électricité statique. De plus, les fibres d’acier inoxydable, un type de fibres métalliques, sont parfois mélangées à des textiles et autres tissus à des fins antistatiques. L’or et l’argent peuvent par ailleurs, être utilisés à des fins décoratives, tandis que le fer peut être utilisé sous forme de coton pour le polissage.

Les fibres métalliques sont aussi utilisées comme composites renforcés de fibres dans des matériaux familiers tels que les cannes à pêche et les renforts d’arbres de golf. On les retrouve dans divers filtres en raison de leur excellente résistance à la rouille et de leur durabilité. Enfin, les propriétés conductrices des fibres métalliques peuvent également être utilisées comme éléments de blindage électromagnétique.

Les fibres métalliques ne sont pas souvent utilisées dans les vêtements en raison de leur dureté et du risque d’irritation de la peau. Toutefois, elles peuvent être utilisées dans certains compléments et baleine de soutien-gorge.

Principe des fibres métalliques

1. Méthode de pultrusion

La méthode de pultrusion, l’une des méthodes utilisées pour produire des fibres métalliques, consiste à étirer des fils métalliques à travers une filière. Les fibres métalliques sont formées en couches minces par étirement répété tout en remplaçant progressivement la filière par une plus petite au fur et à mesure que le fil métallique y passe.

2. Méthode de filage par fusion

Dans la méthode de filage par fusion, le métal est fondu puis extrudé à travers une buse pour former le métal en fibres.

3. Méthode de coupe

Dans la “méthode de coupe”, une fine feuille de métal est enroulée autour de la broche d’un dispositif de coupe et les bords de la feuille sont coupés pour produire des fibres métalliques.

Types de fibres métalliques

Les fibres métalliques sont distribuées sous diverses formes, en fonction de l’usage auquel elles sont destinées. En particulier, il existe plusieurs états, tels que le “câble”, qui est un faisceau de fibres métalliques, la “nappe”, qui ressemble à du coton, la “nappe aiguilletée”, dans laquelle la nappe est transformée en feuille, et les “produits frittés”, dans lesquels la nappe est frittée en un corps poreux.

Les produits frittés présentent une excellente perméabilité, une résistance élevée à la chaleur et à la corrosion. Il existe également des pastilles et des granulés de polymères constitués de fibres polymères. Les faisceaux de fibres sont collés ensemble par encollage et un revêtement d’extrusion compatible est appliqué. Comme pour les fibres textiles conventionnelles, il est également possible de produire des tissus non tissés et des feutres à partir de fibres métalliques. Les faisceaux de fibres d’acier inoxydable sans fin peuvent être transformés en fils au cours du processus de filage. Elles peuvent être utilisées comme fibres de renforcement dans les matériaux composites pour améliorer leur résistance aux chocs et leur conductivité électrique.

Comment choisir les fibres métalliques ?

Les fibres métalliques se caractérisent par une conductivité électrique et thermique élevée. Elles sont tenaces, faciles à étirer et difficiles à casser. De plus, leur grande solidité et leur résistance à la chaleur en font des fibres adaptées aux applications des matériaux industriels.

En revanche, par rapport aux fibres utilisées pour l’habillement en général, les fibres métalliques sont plus dures et donc moins adaptées aux applications où elles entrent en contact direct avec la peau. Les fibres métalliques sont également sujettes à des problèmes tels que la fatigue du métal et la réduction de la résistance lorsqu’elles sont pliées de manière répétée.

Structure des fibres métalliques

La technique la plus utilisée dans la fabrication des fibres métalliques est le tréfilage focalisé. Elle consiste à regrouper des milliers de filaments dans un état appelé fil composite et à les tirer à travers un moule. En dissolvant les tubes recouverts dans de l’acide, on obtient les fibres longues métalliques correspondantes. Le processus est répété jusqu’à ce que le fil composite atteigne la finesse souhaitée pour chaque fibre.

La méthode du tréfilage ciblé permet de produire des faisceaux de fibres longues de plusieurs milliers de mètres. La section transversale des fibres est octogonale et les perfectionnements de la technologie permettent d’obtenir des fibres homogènes avec de faibles variations d’épaisseur. Depuis peu, il est possible de produire des fibres d’une finesse de 200 nm ou moins.

Qu’est-ce qu’un ferrofluide ?

Un ferrofluide est un liquide recouvert d’un tensioactif de 2-3 nm et dispersé de manière stable dans un milieu tel que l’huile ou l’eau.

Il s’agit de particules magnétiques, telles que la magnétite. Ils combinent deux éléments : le ferromagnétisme, qui est une caractéristique des matériaux magnétiques, et la fluidité, qui est une propriété des liquides.

Lorsqu’un champ magnétique est donné à un ferrofluide magnétique par un aimant permanent ou d’autres moyens, la position, la direction et la forme du fluide magnétique peuvent être modifiées en fonction de la direction et de la taille du champ magnétique. Il a également la caractéristique de s’écouler lorsqu’il est soumis à un champ magnétique changeant. De plus, lorsqu’un fluide magnétique est placé dans un champ magnétique, sa viscosité apparente et sa gravité spécifique changent en fonction de l’intensité du champ magnétique.

Utilisations des ferrofluides

Son utilisation la plus répandue est celle des joints d’étanchéité à fluide magnétique. Les joints à fluide magnétique sont largement utilisés dans des applications telles que les joints anti-poussière pour éviter l’électricité statique dans les disques durs et les joints à vide utilisés dans les équipements de fabrication de semi-conducteurs.

Les ferrofluides sont également très répandus sous forme de haut-parleurs et d’amortisseurs. Récemment, ils ont particulièrement été utilisé dans les amortisseurs des automobiles qui sont remplis de fluide magnétique.

Par ailleurs, les ferrofluides sont utilisés dans le domaine médical, par exemple dans les produits de contraste pour le diagnostic du cancer.

Principe des ferrofluides

La magnétite contenue dans les ferrofluides magnétiques se comporte comme un aimant uniquement lorsqu’elle est placée dans un champ magnétique. Les ferrofluides se comportent donc comme des fluides normaux en l’absence de champ magnétique.

Les particules magnétiques utilisées dans les ferrofluides sont attirées par un aimant lorsque celui-ci est approché. Ce faisant, elles peuvent être orientées le long des lignes de force magnétique constituées par les pôles N et S de l’aimant. Cette force d’orientation est antagoniste à la tension interfaciale que possède le fluide magnétique, ce qui donne au fluide magnétique une surface d’aspect tranchant, phénomène connu sous le nom de “spiking”.

La magnétite, les particules métalliques du fluide magnétique, n’est pas un métal pur. La magnétite est une particule ultrafine déjà oxydée qui, lorsqu’elle est exposée à l’air, s’oxyde davantage pour devenir de l’hématite. L’hématite n’est pas magnétique et cesse d’agir comme un fluide magnétique. Pour qu’elle continue à fonctionner en tant que ferrofluide magnétique, il est nécessaire de la recouvrir, par exemple d’un surfactant, avant de l’exposer à l’air.

Types de ferrofluides magnétiques

En général, les ferrofluides peuvent être classés en fonction du type de solvant. Les exemples incluent les fluides magnétiques à base d’huile d’hydrocarbure, les fluides magnétiques à base d’eau et les fluides magnétiques à base d’huile fluorée.

Les fluides de base sont par exemple l’eau, l’isoparaffine, l’alkylnaphtalène et les polyéthers perfluorés. Cependant, tous les fluides ne peuvent pas être transformés en fluides magnétiques. Un tensioactif compatible avec le fluide de base est nécessaire, et il est important de choisir le bon produit en fonction de l’objectif et de l’application.

Les ferrofluides peuvent être produits par coagulation (réduction), pyrolyse, dépôt physique en phase vapeur (PVD), évaporation laser, dépôt chimique en phase vapeur et dépôt continu sous vide sur une surface liquide active. Dans le dépôt continu sous vide sur une surface liquide active, par exemple, des agents tensioactifs et de l’huile sont ajoutés à un tambour rotatif sous vide et une source d’évaporation est placée au centre du tambour pour chauffer le métal à environ 2 000 °C afin de produire de fines particules.

Structure des ferrofluides

Les ferrofluides sont des solutions colloïdales magnétiques. Ils se composent de trois éléments : des particules ferromagnétiques telles que la ferrite de manganèse-zinc ou la magnétite, un agent tensioactif qui recouvre la surface et un liquide de base tel que l’eau ou l’huile. Les particules ferromagnétiques présentes dans le ferrofluide s’agrègent en raison de l’affinité entre le liquide de base et le surfactant, ou se déposent dans le liquide de base en raison de la force de répulsion entre les surfactants, ce qui maintient un état de dispersion stable.

Le diamètre des particules ferromagnétiques est très faible, environ 10 nm, soit un dixième du diamètre d’un virus de la grippe. Un diamètre de particule de 9 nm et une longueur moléculaire de l’agent de surface de 1,5 nm sont considérés comme appropriés. Si l’agent tensioactif est court, il a tendance à s’agglomérer, et s’il est long, le taux de remplissage du matériau magnétique métallique dans l’huile est réduit, de sorte qu’un magnétisme suffisant n’est pas obtenu.

Qu’est-ce qu’un bruit rose ?

Le bruit rose (anglais : pink noise) est un bruit dont la densité de puissance est inversement proportionnelle à sa fréquence.

On l’appelle bruit rose parce que la lumière ayant la même composante de fréquence apparaît rose. Il se caractérise par un son “zing”, comme le bruit d’une forte pluie ou d’une chute d’eau. Le bruit rose a une énergie constante par bande d’octave et est utilisé, par exemple, comme source de signal pour diverses mesures acoustiques.

Un analogue du bruit rose est le bruit blanc, qui a une puissance constante quelle que soit la fréquence. On considère qu’il a un effet calmant car il est agréable à l’oreille. Le bruit rose est également appelé “fluctuation 1/f” parce que sa puissance est inversement proportionnelle à sa fréquence. Dans la nature, il est parfois comparé aux marées sur une plage de sable.

Utilisations du bruit rose

Le bruit rose est utilisé comme source de signal dans une large gamme de fréquences, pour tester les produits audio tels que les amplificateurs, les haut-parleurs et les casques, comme source de signal pour tester les équipements électroniques, et comme source sonore pour les tests d’audition humaine et la guérison.

Principe du bruit rose

Le bruit rose est également appelé bruit 1/f car sa puissance est inversement proportionnelle à la fréquence. Ici, f est la fréquence. La formule générale du bruit, au sens large, est S(f)∝1/f^α.

Notez que S(f) est la densité spectrale, f est la fréquence et α est 0 = < α < = 2. Pour un bruit rose, α est de l’ordre de 1. Dans ce cas, la densité spectrale est atténuée d’un facteur 10 en fréquence, α x 10 dB.

Les bruits avec α autour de 1 sont présents dans la nature, y compris le bruit des marées, et ont fait l’objet de nombreuses recherches. Par ailleurs, α = 0 est un bruit blanc et α = 2 est un bruit rouge.

Autres informations sur le bruit rose

1. Effets du bruit rose

Le bruit rose est souvent utilisé pour tester des produits audio et des équipements électroniques. Il est également utilisé comme source sonore. En raison de son contenu élevé en basses fréquences, le bruit rose a un effet apaisant lorsqu’il est entendu par l’oreille, en bloquant les sons extérieurs. Il s’agit également d’un son agréable, car il est proche des bruits naturels.

Il est donc utilisé dans certains cas comme son d’ambiance pour améliorer la concentration et la productivité. Le bruit rose a pour effet d’agir positivement sur le sommeil. On dit que le cerveau transforme les souvenirs à court terme en souvenirs à long terme pendant le sommeil.

Le sommeil lent, un état particulièrement profond de sommeil non paradoxal, est nécessaire à la mémoire à long terme. Des recherches ont montré que la stimulation acoustique par le bruit rose pendant le sommeil à ondes lentes améliore la mémoire.

2. Comment faire du bruit rose ?

Il existe plusieurs façons de produire du bruit rose, y compris des méthodes simples utilisant des générateurs de bruit, des circuits électroniques tels que des diodes, et l’utilisation de langages de programmation pour le générer.

Les générateurs de bruit comprennent ceux utilisés pour les tests d’interférence électromagnétique (EMI) et les tests de propriétés acoustiques, ainsi que ceux intégrés dans les générateurs de fonctions. Le bruit est généré en sélectionnant un bruit blanc, un bruit rose, etc. Les générateurs de bruit fournis avec les synthétiseurs peuvent également être utilisés.

En utilisant un circuit générateur de bruit avec une diode zener, un transistor ou un amplificateur opérationnel, vous créez d’abord un bruit blanc. La méthode utilise ensuite une atténuation de puissance inversement proportionnelle à la fréquence pour créer un bruit rose. L’atténuation de puissance nécessite une valeur de -3 dB/oct, ce qui implique l’utilisation d’un circuit appelé filtre lag-lead ou d’un circuit similaire.

Une autre méthode consiste à utiliser un langage de programmation tel que C, Java ou Python. Le bruit est généré dans le logiciel à l’aide de nombres aléatoires.

3. Représentation du bruit en couleur

Il est courant de représenter le bruit en termes de couleur. On parle alors de bruit coloré, qui comprend le blanc, le rose, le rouge ou le brun, le bleu, le violet ou le pourpre, et le gris. Le bruit est déterminé par ses composantes de fréquence, et le bruit est représenté par la couleur de la lumière ayant les mêmes composantes de fréquence.

Le bruit blanc contient toutes les fréquences de manière uniforme et est parfois perçu comme similaire au son du vent ou d’une rivière tranquille. Le bruit rouge est un bruit dont la densité de puissance diminue de 6 dB par octave de fréquence. Le bruit rose se situe entre le blanc et le rouge, avec une densité de puissance réduite de 3 dB par octave de fréquence. On l’entend comme le son de la pluie ou d’une chute d’eau.

Le bruit bleu est également un bruit dont la densité de puissance augmente de 3 dB par octave avec l’augmentation de la fréquence. Sa gamme de fréquences est limitée. Le bruit violet est un bruit dont la densité de puissance augmente de 6 dB par octave. Il a une plage de fréquences finie et est égal à une dérivée du bruit blanc.

Le bruit gris est un bruit dont la densité de puissance est proche de la courbe d’intensité sonore égale. La courbe d’égalité d’intensité sonore est une courbe d’égalité auditive avec une forte atténuation de la densité de puissance autour de 2 000 Hz et une atténuation plus faible à des fréquences plus basses et plus élevées.

Qu’est-ce que le mastics de résine époxy ?

Le mastic de résine époxy est un mélange pâteux d’émulsions de résine synthétique, de pigments et de charges comme ingrédients principaux.

Le mastic à émulsion de résine synthétique se présente sous forme de pâte, mais il sèche et durcit avec le temps. Le temps de séchage dépend de la température et de l’humidité de l’environnement dans lequel le mastic de résine époxy est utilisé, il est donc préférable de vérifier le degré de séchage au toucher.

L’avantage est qu’il est facile à manipuler ; l’inconvénient est qu’il est peu résistant et ne peut être utilisé que dans des zones limitées.

Utilisations des mastics de résine époxy

Le mastics de résine époxy est souvent utilisé comme matériau de finition ou comme sous-couche en raison de sa faible résistance.

Il est principalement utilisé comme base pour la finition de la surface de matériaux tels que le contreplaqué, l’ardoise d’amiante, les plaques de plâtre, le mortier et le béton avec une peinture à l’émulsion de résine synthétique. Sur les chantiers de construction, il est souvent utilisé pour remplir les trous de clous dans les joints où se rejoignent les trous de clous et les joints entre les plaques de plâtre avant l’application du papier peint.

Lorsqu’il est utilisé comme matériau de finition, il est employé dans des zones où il ne risque pas d’être exposé à l’eau, comme l’eau de pluie. Il est souvent utilisé pour réparer les murs, en particulier dans les ménages ordinaires.

Types de mastics de résine époxy

Il existe deux types de mastics de résine époxy : les mastics généraux et les mastics résistants à l’eau. Ils sont tous définis en termes de normes de qualité par la norme JIS K 5669.

1. Type général

Les types généraux sont caractérisés par une force d’adhérence de 2,5 kgf/cm2 ou plus (24,5 N/cm2 ou plus). Comme aucune norme n’a été établie pour la résistance à l’eau ou aux alcalis, qui sont les points faibles des mastics résine époxy, beaucoup de ces mastics sont vulnérables à l’humidité.

2. Type résistant à l’eau

Le type résistant à l’eau a une force d’adhérence de 5,0 kgf/cm2 ou plus (49,0 N/cm2 ou plus), ce qui est plus fort que le type général, et a également des normes pour la résistance à l’eau et aux alcalins. Par conséquent, parmi les mastics de résine époxy, on peut dire qu’il s’agit d’un produit spécialisé dans la résistance à l’eau et aux alcalins.

3. Pour les applications minces et épaisses

Les mastics généraux et résistants à l’eau sont également classés en deux catégories : les mastics à application fine d’une épaisseur maximale de 0,5 mm par application et les mastics à application épaisse d’une épaisseur maximale de 1,5 mm par application. Le temps de séchage est très différent selon qu’il s’agit d’une couche mince (jusqu’à 5 heures) ou d’une couche épaisse (jusqu’à 24 heures). En fonction de leur utilisation, certains mastics à application épaisse peuvent également être utilisés comme mastics à application fine, ce qui permet de les utiliser à des fins différentes.

Caractéristiques des mastics de résine époxy

Les mastics de résine époxy présentent des avantages et des inconvénients en ce qui concerne les endroits où ils peuvent ou ne peuvent pas être utilisés, leur application, leur manipulation et leur maniabilité, de sorte qu’ils doivent être utilisés en fonction de leur usage.

Avantages

Les mastics de résine époxy conviennent à une utilisation en intérieur. Certains n’ont pas besoin d’être malaxés avec de l’eau et peuvent être utilisés sans se soucier du rapport de mélange, ce qui les rend faciles à manipuler et donc à utiliser, même pour les débutants en bricolage.

Certains mastics résistent à l’amincissement et à la fissuration dus au séchage lors du remplissage des trous de vis et des joints. Certains mastics sont également très abrasifs et peuvent être poncés facilement avec du papier de verre, ce qui les rend faciles à travailler.

Inconvénients

Les mastics à émulsion de résine époxy ne peuvent pas être utilisés à l’extérieur ou en extérieur. En effet, la condensation fait que le mastic de résine époxy s’écaille lorsqu’il est utilisé à l’extérieur ou en extérieur. Il ne peut donc pas être utilisé pour la préparation de surfaces en mortier ou en béton à l’extérieur. En raison de son manque de résistance, il peut être utilisé pour les surfaces finies, mais pas pour les applications de réparation telles que le mortier sans retrait, où la résistance de la structure elle-même est requise.

Comme le matériau ne durcit pas par réaction chimique, une fois que le contenant est ouvert et que l’utilisation commence, il peut se dessécher et ne peut être utilisé en permanence. Il faut donc faire attention à la quantité utilisée et à la manière dont elle est stockée.

Comment utiliser les mastics de résine époxy ?

Les mastics de résine époxy peuvent être dilués avec de l’eau potable ou être utilisés sans dilution. Beaucoup peuvent être utilisés immédiatement après l’ouverture du récipient, tandis que d’autres peuvent être utilisés sans dilution mais sont dilués pour ramollir le mastic avant l’utilisation afin d’améliorer la maniabilité.

Les domaines d’application sont les trous de vis et les joints dans les plaques de plâtre et les surfaces de béton intérieures irrégulières ou inégales. Appliquer le mastics de résine époxy sur la zone à poncer à l’aide d’une spatule ou d’un outil similaire.
Une fois que le mastic de résine époxy appliqué a séché, du papier de verre peut être utilisé pour le poncer afin de créer une surface uniforme.

Selon le type de mastic résine époxy utilisé, le mastic peut devenir fin ou se fissurer en raison de l’épaisseur du revêtement et du degré de dilution. Il est recommandé de vérifier les caractéristiques du mastic à émulsion de résine époxy à utiliser lors de l’exécution des travaux proprement dits.

Qu’est-ce qu’une peinture acrylique en dispersion non aqueuse ?

Les peintures acryliques en dispersion non aqueuse sont des peintures dans lesquelles la résine acrylique, qui est un composant de la peinture, est dispersée dans un solvant organique sous forme de particules.

En anglais, le terme “Non Aqueous Dispersion” est utilisé, d’où l’acronyme NAD paint. D’autres noms pour ce type de peinture sont “peinture à dispersion non aqueuse” et “peinture à émulsion non aqueuse”.

Utilisations des peintures acryliques en dispersion non aqueuse

Le solvant généralement utilisé est à base de solvant faible utilisant de l’essence minérale (diluant pour peinture). Les peintures à solvant faible ont une odeur plus douce que les solvants forts tels que le toluène, le xylène, les cétones et les esters, et sont moins susceptibles d’attaquer le support et l’ancien film de peinture, ce qui les rend largement utilisées dans les travaux de peinture sur les murs extérieurs et les toits.

Les peintures acryliques en dispersion non aqueuse sont utilisées sur les murs extérieurs et les toits, le béton, le mortier, le bois, le métal et d’autres matériaux de construction. Elles présentent une résistance élevée aux intempéries et une grande durabilité et offrent d’excellentes performances en matière d’imperméabilisation à l’environnement extérieur.

Principe des peintures acryliques en dispersion non aqueuse

Dans les peintures acryliques en dispersion non aqueuse, le solvant s’évapore pendant le processus de séchage après la peinture, ce qui entraîne la combinaison des particules dispersées et la formation d’un film de revêtement qui fixe la peinture. Par rapport aux peintures à émulsion à base de résine synthétique (EP), qui utilisent l’eau comme solvant, les peintures acrylique à dispersion non aqueuse se caractérisent donc par une meilleure adhérence au support peint et une plus grande résistance à l’eau de condensation, etc.

En termes de qualité, l’un des avantages de l’EP est sa bonne coloration, sa résistance à l’influence de l’ancien film de peinture dans les applications de repeinture, et sa résistance aux brûlures et aux taches dans la peinture sur bois. De plus, en termes d’utilisation, les propriétés de durcissement, en particulier le durcissement initial, sont bonnes et on lui octroie un séchage rapide, ce qui signifie que deux couches peuvent être appliquées en une journée et qu’il est facile de l’utiliser même dans les climats froids où le temps de séchage est long.

L’efficacité et les propriétés de séchage rapide peuvent être attribuées au fait que la peinture est un système de dispersion de particules fines. La nature thixotropique de la peinture, dont la viscosité diminue pendant l’application et augmente pendant le repos, la rend facile à appliquer et moins susceptible de couler. On peut également dire qu’elles ont une odeur plus douce que les peintures à base de solvants qui utilisent des solvants puissants.

En revanche, elles présentent l’inconvénient d’avoir une odeur plus forte que les peintures à base d’eau et un brillant et une résistance du film de peinture inférieurs aux peintures à base de solvants puissants.

Structure des peintures acryliques en dispersion non aqueuse

Les peintures acryliques en dispersion non aqueuse sont des peintures dans lesquelles des particules de résine de 0,1 µm à plusieurs µm sont dispersées dans un solvant hydrocarboné aliphatique et ne contiennent pas de conservateurs à base de formaldéhyde, de résines à base d’urée, de résines à base de phénol ou de résines à base de mélamine. La peinture doit être exempte de conservateurs de formaldéhyde, de résines d’urée, de résines phénoliques et de résines de mélamine.

En plus des particules de résine acrylique et les essences minérales comme dispersant, les peintures à dispersion non aqueuse à base de résine acrylique contiennent des pigments comme composant colorant et des dispersants pour les particules de résine et les pigments. Les essences minérales sont un mélange de composés d’hydrocarbures pétroliers dont le point d’ébullition se situe autour de 160-200°C et dont les propriétés de séchage sont modérées. Elles sont également utilisées comme diluant de peinture.

Autres informations sur les peintures acryliques en dispersion non aqueuse

Méthode de production

On produit une base de peinture dans laquelle sont dispersées des particules de résine acrylique. Des composants colorants, tels que des pigments, sont ensuite ajoutés pour produire des produits de différentes couleurs. Les peintures à base de particules de résine acrylique dispersées sont fabriquées selon les étapes suivantes :

1. Préparation des matières premières
Un dispersant est dissous dans de l’essence minérale. Le dispersant est principalement un dispersant à haut poids moléculaire plutôt qu’un dispersant à faible poids moléculaire.

2. Polymérisation
Utilisation d’un dispersant dans lequel sont dissous des monomères acryliques et des initiateurs, qui sont les matières premières de la résine acrylique. Ils sont ajoutés par lots ou goutte à goutte pour amorcer la polymérisation. À ce stade, la température est augmentée si nécessaire. Le monomère acrylique et l’initiateur sont dissous dans le dispersant, mais au fur et à mesure que la polymérisation progresse et que le poids moléculaire du polymère augmente, celui-ci devient insoluble dans le dispersant et précipite sous forme de particules dans le dispersant.

Lorsque les particules précipitent, le dispersant s’adsorbe à la surface des particules, les empêchant de s’agréger et de coalescer en grosses particules et les stabilisant de manière à ce qu’elles ne se déposent pas.

3. Maturation
Pour s’assurer qu’il ne reste pas de monomères n’ayant pas réagi, des initiateurs sont ajoutés si nécessaire et le processus est chauffé.

Qu’est-ce qu’un convertisseur de rouille ?

Un convertisseur de rouille est un agent qui transforme la rouille rouge en rouille noire et inhibe la progression de la rouille.

La rouille rouge est la couleur brun-rougeâtre communément appelée rouille, qui, si elle n’est pas contrôlée, s’étend et se corrode jusqu’au chiffon. La rouille noire, quant à elle, est une pellicule d’oxyde qui se forme à la surface de l’acier et qui empêche la rouille de progresser.

Il existe généralement des méthodes de traitement telles que le “polissage au papier de verre” ou l'”élimination de la rouille à l’aide d’un produit antirouille”, qui prennent toutes deux beaucoup de temps. Le convertisseur de rouille est facile à utiliser car il peut être appliqué directement sur la rouille à l’aide d’un pinceau pour transformer la rouille rouge en rouille noire et empêcher la rouille de progresser.

Utilisations des convertisseurs de rouille

Les convertisseurs de rouille sont utilisés dans les zones sujettes à la rouille, car ils servent à inhiber la progression de la rouille. Ils sont particulièrement utiles lorsqu’il est difficile d’éliminer la rouille par polissage. Ils peuvent par exemple être utilisés sur des objets de grande taille tels que les voitures, les motos et les clôtures extérieures.

Ils conviennent également au traitement de la rouille sur les réservoirs, les ponts, les machines agricoles, les chemins de fer, les navires, les portails, les escaliers en acier, les volets et d’autres zones où la rouille est difficile à éliminer. Cependant, comme le convertisseurs de rouille aura un aspect de rouille noire après utilisation, il est utilisé dans les zones où elle est difficile à voir ou lorsque l’aspect n’est pas un souci.

Principe du convertisseur de rouille

La rouille causée par le vent, la pluie et l’humidité est la rouille rouge. Lorsque la rouille rouge se forme, la surface devient ondulée et l’humidité et l’oxygène peuvent s’y infiltrer. Si l’on n’y prend pas garde, la corrosion peut se poursuivre et le métal peut être déchiqueté.

Les convertisseurs de rouille contiennent des produits chimiques efficaces contre la rouille rouge, qui réagissent avec l’air, les produits chimiques et l’eau pour transformer la rouille en rouille noire. La rouille noire est la rouille qui apparaît lorsque l’acier est chauffé à haute température. Contrairement à la rouille rouge, la rouille noire est imperméable à l’oxygène et à l’eau.

Les convertisseurs de rouille peuvent empêcher la corrosion de l’acier, mais ils n’éliminent pas la rouille elle-même. Ils ne font que modifier la composition de la rouille pour l’empêcher de s’aggraver, et les dérouilleurs ou les crèmes dérouillantes sont utilisés pour éliminer la rouille. Les convertisseurs de rouille noircissent et ne doivent pas être utilisés sur les parties visibles.

Les convertisseurs de rouille à base d’huile ont une odeur de produit chimique, qui peut être forte lorsqu’ils sont utilisés dans des espaces clos. Il existe un risque d’inflammation et les travaux doivent être effectués dans un environnement ventilé ou à l’extérieur.

Structure des convertisseurs de rouille

Lorsque les atomes de métal à la surface du métal subissent une réaction d’oxydoréduction avec l’humidité et l’oxygène, la rouille se forme en tant que produit corrosif. Il existe deux types de rouille, la rouille rouge et la rouille noire, et les convertisseurs de rouille transforment chimiquement la rouille rouge en rouille noire.

1. Rouille rouge

La rouille rouge est de l’hydroxyde de fer ou de l’oxyde ferrique, qui se forme lorsque des atomes de fer se combinent naturellement avec de l’eau et de l’oxygène. La rouille rouge est soluble dans l’eau et retient facilement l’humidité. Une fois la rouille rouge formée, les réactions se succèdent.

2. Rouille noire

La rouille noire désigne le tétroxyde de fer. En raison de sa densité élevée, elle est fermement fixée à la surface et la réaction ne progresse pas vers l’intérieur. La rouille noire peut également être obtenue en chauffant l’acier.

Types de convertisseurs de rouille

Il existe deux types de convertisseurs de rouille : à base d’huile et à base d’eau.

1. Convertisseurs de rouille à base d’huile

Il forme un film durable et résistant et convient pour les zones extérieures des bâtiments et les surfaces extérieures des véhicules. Il ne s’altère pas avec le temps et peut recouvrir les zones rouillées d’une fine pellicule qui reste efficace pendant longtemps.

Toutefois, en raison de sa nature huileuse, il ne peut être manipulé en présence de feu.

2. Convertisseurs de rouille à base d’eau

Les produits à base d’eau pénètrent facilement, s’imprègnent et atteignent des zones difficiles d’accès avec les produits à base d’huile. Ils sont faciles à appliquer sur des surfaces irrégulières.

Il forme un film en peu de temps et sèche relativement rapidement. Il a une faible odeur et ne nécessite pas de soins particuliers en cas d’incendie.

Comment choisir un convertisseur de rouille ?

Les convertisseurs de rouille dégagent une forte odeur et nécessitent une ventilation. Ils présentent également un risque élevé d’inflammation et doivent être appliqués avec précaution. Il existe également deux types, selon la forme d’utilisation : l’utilisation à la brosse/au rouleau et l’utilisation par pulvérisation.

L’utilisation à la brosse et au rouleau convient pour les grandes surfaces telles que les clôtures et les portails, tandis que l’utilisation par pulvérisation est plus facile à utiliser dans les zones difficiles d’accès, telles que les zones étroites ou complexes. Parmi les autres types de produits, citons ceux qui contiennent des ingrédients antirouille et ceux qui ne peuvent pas être recouverts (ils fondent si une couche de finition est appliquée). Il est important de choisir le convertisseur de rouille qui convient le mieux à l’utilisation.