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Qu’est ce qu’un aimant en terre rare ?

Les aimants en terre rare sont des aimants permanents qui sont principalement composés d’éléments de terre rare. Le terme “terre rare” se traduit en anglais par “rare earth“. Il existe plusieurs types d’aimants en terre rare, notamment les aimants en néodyme, les aimants en cobalt de samarium (également connus sous le nom d’aimants en cobalt de samarium), les aimants en praséodyme et les aimants en samarium. Les aimants en terre rare se caractérisent par des propriétés magnétiques bien supérieures à celles des aimants en ferrite.

Utilisations des aimants en terre rare

Les aimants en terre rare sont utilisés dans de nombreux domaines en raison de leur petite taille et de leur grande force magnétique. Ils sont notamment utilisés dans les petits capteurs magnétiques, les petits relais, les petits haut-parleurs, les aimants de moteur, les pièces de rotor et les aimants de rotor dans les montres. En particulier, la miniaturisation des moteurs et autres sources d’énergie a conduit à la miniaturisation des produits qui utilisent des moteurs (par exemple, les bras de robots). L’utilisation des aimants en terre rare devrait encore progresser dans les domaines où la miniaturisation des produits et des performances plus élevées sont requises.

Caractéristiques des aimants en terre rare

Les aimants en terre rare se caractérisent par leur puissance magnétique. Comparés aux aimants en ferrite et aux aimants alnico, les aimants en terre rare ont des propriétés magnétiques bien supérieures et leur force magnétique est plus de six fois supérieure à celle des aimants en ferrite. Les aimants en terre rare ont des caractéristiques différentes selon le type d’élément de terre rare qu’ils contiennent. Les caractéristiques individuelles sont décrites ci-dessous.

• Aimants en néodyme
  Cet aimant possède la force magnétique la plus puissante de tous les aimants en terre rare. Les principales matières premières sont le néodyme et le fer, et comme les matières premières du néodyme sont relativement abondantes, le coût est comparativement faible parmi les aimants en terre rare. Comme il s’agit d’un matériau sensible à la rouille, il est généralement plaqué ou revêtu.
• Aimants en samarium-cobalt.
  Par rapport aux aimants en néodyme, la variation (diminution) de la force magnétique due à la température est environ 1/4 de celle des aimants en néodyme. Il convient à la stabilité due aux changements de température et à l’utilisation à des températures élevées. Comme il s’agit d’un matériau résistant à la rouille, il n’est pas nécessaire de le plaquer ou de le revêtir dans le cadre d’une utilisation normale. Comme il s’agit d’un matériau fragile, il convient d’être prudent lors de son utilisation et de sa manipulation.
• Aimants en praséodyme
  Les aimants en praséodyme sont des aimants en terre rare anisotropes. Ils se caractérisent par une grande résistance mécanique et leur résistance à la traction est plus de trois fois supérieure à celle des aimants en néodyme. Ils ne se fissurent pas et ne s’écaillent pas. Ils sont relativement faciles à usiner et peuvent être percés et filetés.

Qu’est-ce qu’un capteur de sécurité ?

Les capteurs de sécurité sont des capteurs utilisés pour prévenir les accidents, les incendies et autres catastrophes dans divers endroits, tels que les habitations, les usines, les bureaux et les équipements de transport.

Un exemple familier est celui d’un capteur de sécurité qui détecte un incendie causé par un déversement sur une gazinière à la maison et coupe l’alimentation en gaz.

Il existe différents types de capteurs de sécurité, notamment ceux qui détectent la température, les secousses, la vitesse, la concentration de certains gaz et le surpoids.

Utilisations des capteurs de sécurité

Voici quelques exemples d’utilisation des capteurs de sécurité :

1. Barrières immatérielles de sécurité
   Par exemple, sur une chaîne de production industrielle, si un travailleur pénètre dans une zone où fonctionne un robot industriel, ce dernier est automatiquement mis hors tension.
   En effet, des capteurs de sécurité, appelés barrières immatérielles de sécurité (capteurs de zone), contrôlent en permanence si des personnes ou des objets ont traversé l’espace désigné.
2. Interrupteurs de fin de course de sécurité
   Ils sont souvent installés pour contrôler l’ouverture et la fermeture des portes de l’équipement et des fenêtres d’inspection des barrières de sécurité.
   L’objectif est de mettre l’équipement hors tension lorsque l’opérateur a ouvert la fenêtre d’inspection pour vérifier l’équipement.

Caractéristiques des capteurs de sécurité

Les capteurs de sécurité existent en de nombreux types et applications, et leurs caractéristiques varient.
Voici une description des caractéristiques typiques des capteurs de sécurité :

1. Barrières immatérielles de sécurité
   Les barrières immatérielles détectent le blocage d’un espace par une personne ou un objet et transmettent cette information à l’équipement.
   Elles sont généralement composées d’un lanceur de lumière et d’un capteur de réception de lumière, plusieurs rayons de lumière étant constamment émis par le lanceur de lumière vers le capteur de réception de lumière à intervalles réguliers.
   Par conséquent, si les intervalles de projection de lumière sont trop larges, l’objet risque de passer au travers. La taille de l’objet à détecter doit donc être prise en compte lors de la sélection d’une barrière immatérielle.
2. Détecteurs de flammes
   Les détecteurs de flammes sont des capteurs de sécurité qui détectent les flammes perdues, par exemple dans les brûleurs à gaz utilisés dans les fours industriels.
   Il existe des modèles qui détectent le rayonnement ultraviolet ou infrarouge émis par la flamme, ainsi que des modèles qui détectent la lumière ou la conductivité de la flamme.
   Dans les détecteurs de flamme à ultraviolets, un tube UV est intégré au capteur, qui détecte le léger rayonnement ultraviolet émis par la flamme.
   Lorsque la lumière UV atteint le tube UV et la surface sensible à la lumière du capteur, un signal d’appareil est envoyé par l’effet photoélectrique.

Qu’est-ce que les lunettes de sécurité ?

Les lunettes de sécurité sont des lunettes qui empêchent la poussière, la saleté, la poudre de métal et les produits chimiques de pénétrer dans les yeux.

Elles sont également appelées “lunettes de sécurité” ou “lunettes de laboratoire”. Elles sont utilisées dans un grand nombre d’endroits, notamment dans les laboratoires et les salles de travail des universités et des fabricants, ainsi que sur le terrain, où l’on utilise des outils électriques et des équipements laser.

Contrairement aux lunettes ordinaires, leur type, leur construction et leurs matériaux sont strictement réglementés par des normes. Un type de lunettes de sécurité est appelé lunettes de protection, dont le niveau de performance est plus élevé que celui des lunettes de sécurité.

Utilisations des lunettes de sécurité

Les lunettes de sécurité sont utilisées sur les lieux de travail où l’on manipule des objets qui peuvent être dangereux s’ils pénètrent dans les yeux, et la loi sur la sécurité et la santé au travail stipule les conditions de leur utilisation. Dans certains cas, l’utilisation de lunettes de sécurité est obligatoire sur les lieux de travail individuels, même dans les endroits où elle n’est pas stipulée par la loi.

La méthode d’utilisation est la même que pour les lunettes ordinaires : la partie du bras est placée sur l’oreille pour compléter le processus de port. Des lunettes de sécurité pouvant être portées par-dessus des lunettes ordinaires sont désormais disponibles dans le commerce. Afin de protéger nos yeux, il convient de les vérifier soigneusement avant de les utiliser afin de déceler d’éventuelles rayures ou déformations.

Types de lunettes de sécurité

Les lunettes de sécurité sont utilisées dans une grande variété de lieux de travail et il en existe de nombreux types. En voici quelques exemples

1. Lunettes de sécurité de type “overglass”

Les lunettes de sécurité générales ne sont pas disponibles en version à montage électrique. Elles sont donc conçues pour être portées par-dessus des lunettes par des personnes qui utilisent normalement des lunettes pour corriger leur vision. Les verres sont plus larges que ceux des lunettes de sécurité ordinaires et peuvent être entièrement recouverts par les lunettes.

2. Type résistant à la chaleur

Dans les domaines de la recherche biologique, il est parfois nécessaire de travailler dans un environnement stérilisé. Dans ce cas, tous les instruments utilisés doivent être stérilisés à haute température par autoclave ou par d’autres moyens. Les lunettes de sécurité générales ne supportent pas la stérilisation à haute température (environ 120 °C) et se déforment, mais si l’on choisit des types résistants à la chaleur, elles peuvent être stérilisées sans problème.

3. Type anti-rayures

Les lunettes de sécurité sont utilisées non seulement sur les lieux de travail chimiques et biologiques, mais aussi sur les lieux de meulage et de découpage. Comme des fragments de métal peuvent s’envoler, les lunettes de sécurité anti-rayures permettent de travailler en toute sécurité. D’autres types de lunettes de sécurité sont disponibles, comme les lunettes de petite taille pour les femmes et les lunettes avec revêtement antibuée, ce qui permet à l’utilisateur de choisir le type de lunettes en fonction du lieu et de la personne qui l’utilise.

Structure des lunettes de sécurité

La différence structurelle entre les lunettes de sécurité et les lunettes ordinaires est la forme de la partie du verre. Les lunettes ordinaires présentent un espace autour de la lentille, tandis que les lunettes de sécurité sont entourées par les yeux.

Dans les situations où des lunettes de sécurité sont utilisées, même un corps étranger pénétrant par un interstice dans la lentille peut entraîner un accident grave, c’est pourquoi la construction est plus protectrice.

Autres informations sur les lunettes de sécurité

1. Normes pour les lunettes de sécurité

Les lunettes de sécurité sont plus résistantes aux chocs, à l’abrasion, à la chaleur et à la buée que les lunettes ordinaires. Elles sont conçues pour résister à des environnements difficiles, tels qu’un laboratoire entouré de produits chimiques ou un chantier extérieur où l’environnement dans lequel elles sont utilisées est chaud et soumis à de fortes vibrations et à des chocs.

La norme de résistance aux chocs est que la lentille ne doit pas se fissurer ou se fendre lorsqu’une bille de fer pesant 44 g tombe d’une hauteur d’environ 1,3 m. La norme de résistance à la chaleur est qu’il ne doit pas y avoir de déformation à 55°C.

2. Matériaux des lunettes de sécurité

Les lunettes de sécurité sont fabriquées à partir de résines plastiques dures et résistantes aux chocs, telles que le polycarbonate et la résine acrylique pour les parties oculaires. Les montures sont fabriquées dans des matériaux souples et faciles à traiter, tels que le polypropylène et le chlorure de polyvinyle souple.

La durée de vie des lentilles est estimée à trois ans et celle des montures à cinq ans. Vérifiez quotidiennement que les vis et les charnières ne sont pas desserrées et que les lentilles ne sont pas rayées ou fissurées, et remplacez-les par des neuves dès que vous ressentez une gêne.

Qu’est-ce qu’un réducteur de pression ?

Comme son nom l’indique, un réducteur de pression est une vanne de régulation (ou soupape de régulation) qui réduit la pression d’un fluide, ce qui permet de réduire le fluide s’écoulant du côté primaire et de le maintenir à une pression constante du côté secondaire.

Cela permet de réduire les pulsations dans le fluide et de réduire les coups de bélier, etc. Bien entendu, il est également utilisé pour réduire la pression d’alimentation, si elle est trop élevée pour l’utilisation prévue, à une pression appropriée.

Lorsque le fluide traverse le clapet et le guide du réducteur de pression, il est comprimé, ce qui crée une résistance et une perte de pression. Cette perte de pression est utilisée pour réduire la pression et la régler.

Utilisations des réducteurs de pression

Les réducteurs de pression sont utilisés dans la vie de tous les jours, mais ne sont pas toujours visibles. Ils sont par exemple utilisés du côté primaire des tuyaux et des réservoirs, des robinets d’eau et des cuiseurs à vapeur.

Si la pression reste élevée dans les réservoirs, il y a un risque de rupture. On peut donc l’éviter en installant des réducteurs de pression. De plus, si le robinet d’eau utilisé quotidiennement est alimenté directement par de l’eau à haute pression, dès que le robinet est ouvert, l’eau jaillit avec une grande force, ce qui gène pour se laver les mains. De plus, l’énergie de la vapeur à haute pression ne peut pas être pleinement utilisée, ce qui entraîne une grande perte d’énergie, ou l’eau est trop chaude et peut faire fondre ou déformer le produit sur le lieu d’utilisation.

Principe des réducteurs de pression

Il existe deux types de méthodes de réduction de la pression pour les détendeurs-régulateurs de pression : à action directe et à commande pilote. Les détendeurs à action directe sont utilisés pour les débits faibles à moyens, tandis que les détendeurs pilotés sont utilisés pour les débits élevés.

Le type à action directe règle et maintient la pression en équilibrant la pression du fluide contre le ressort à l’intérieur de la soupape. La force exercée sur le ressort peut être réglée en actionnant la vis de réglage de la soupape. La pression du fluide passant par le clapet de la valve repousse le ressort à travers le diaphragme, et la pression secondaire est maintenue à l’équilibre entre ces forces. Le système piloté utilise deux réducteurs de pression de tailles différentes pour réguler et maintenir la pression : la pression du fluide secondaire est détectée par le plus petit réducteur de pression, qui actionne à son tour le plus grand réducteur de pression.

Les systèmes à action directe ont une structure interne simple et se caractérisent par un nombre relativement faible de défaillances. Ils présentent également de faibles pulsations et ne nécessitent pas de pression différentielle pour fonctionner. Cependant, ils ne conviennent pas aux sites présentant de grands décalages et d’importantes fluctuations de débit.

Les systèmes pilotés ont une structure interne complexe et peuvent présenter des dysfonctionnements dus à de petites quantités de débris. Ils nécessitent également un différentiel de pression pour fonctionner. Cependant, ils ont un faible décalage et peuvent faire face à des débits importants. De plus, la plage de réglage (rapport entre le débit minimum et le débit maximum pouvant être réglé par la vanne) est importante.

Qu’est-ce qu’une chaussure de sécurité ?

Les chaussures de sécurité sont utilisées pour protéger les pieds des travailleurs dans des environnements de travail dangereux tels que les chantiers de construction et les usines.

Les orteils des chaussures de sécurité sont dotés d’une âme métallique qui protège les orteils de l’impact des objets lourds tombant sur les pieds et de la pression exercée par les objets lourds. Les normes de sécurité sont définies par les normes JIS.

Les chaussures de sécurité peuvent être dotées de fonctions supplémentaires en fonction de l’application. Par exemple, des chaussures capables de dissiper l’électricité statique dans les endroits où des solvants organiques sont utilisés, ou des chaussures capables de résister au piétinement des clous sur les chantiers de construction, ont été développées.

Utilisations des chaussures de sécurité

Les chaussures de sécurité sont utilisées dans les usines et sur les chantiers, et les produits peuvent être sélectionnés en fonction de l’utilisation prévue.

Le produit le plus courant est la chaussure courte, qui convient pour les longues heures de travail, car elle assure la sécurité des orteils, l’amortissement et l’imperméabilité de la chaussure.

D’autres fonctions des chaussures de sécurité ont été développées pour répondre à différentes applications. Dans les cuisines et les usines alimentaires, des chaussures de sécurité dotées d’une fonction antidérapante renforcée sont disponibles pour prévenir les accidents tels que les chutes dues à la présence d’eau ou de poudre sur les pieds, tandis que dans les stations-service, des chaussures de sécurité dotées d’une fonction de prévention approfondie de l’électricité statique sont disponibles pour éviter les incendies.

Caractéristiques des chaussures de sécurité

La performance de sécurité des chaussures de sécurité est assurée par les noyaux à l’intérieur des chaussures. L’âme est une structure semi-circulaire en acier ou en résine, qui crée un espace à l’intérieur de la chaussure pour protéger le pied lorsqu’il se déforme sous l’effet de la pression ou de la chute d’un objet lourd.

La norme JIS relative aux indices de sécurité stipule que la résistance aux chocs doit supporter une énergie d’impact de 30 J à 200 J selon quatre catégories de travail en fonction du poids manipulé, que la résistance à la pression doit supporter une force de 4,5 kN à 15 KN selon trois catégories et que la force d’adhérence doit présenter un certain niveau de résistance au décollement lorsqu’une force est appliquée à la semelle extérieure et au cou-de-pied, respectivement. L’adhésivité doit présenter un certain niveau de résistance au décollement lorsque la semelle et le cou-de-pied sont séparés par une force. Le matériau de l’enveloppe du cou-de-pied est généralement du cuir ou du caoutchouc. Le caoutchouc et l’uréthane sont souvent utilisés pour les semelles, car ils possèdent d’excellentes propriétés antidérapantes et isolantes.

La norme JIS prévoit 12 types de performances supplémentaires, en fonction de l’environnement dans lequel les chaussures de sécurité sont utilisées.

Structure des chaussures de sécurité

Les chaussures de sécurité se déclinent en plusieurs formes et modèles de chaussures. Les formes sont divisées en cinq types, dont les shorts, les bottes moyennes, les bottes longues, les bottes mi-longues et les baskets de protection, et il existe deux types de chaussures avec des bandes Velcro ou des lacets.

1. Bottes courtes

La longueur va jusqu’aux chevilles. Elles sont faciles à mettre et à enlever, légères et faciles à déplacer. Elles s’apparentent à des baskets, mais ne sont pas déplacées lorsqu’elles sont portées avec un costume lors de réunions d’affaires. Toutefois, elles ne conviennent pas pour un travail général, car la zone de protection est étroite.

2. Chaussures à tige moyenne

Ces chaussures de sécurité couvrent les chevilles. Elles peuvent protéger les chevilles et empêcher l’eau, le sable et les étincelles de pénétrer dans les chaussures, évitant ainsi les blessures aux pieds. Elles conviennent aux travaux de portage et de soudage dans les sites de métallurgie et de soudage.

3. Chaussures à tige longue

Elles couvrent le tibia comme des bottes. Elles peuvent être ajustées à la forme du pied à l’aide de lacets et sont moins fatigantes à porter pendant de longues périodes. Elles peuvent être insérées dans les ourlets des pantalons pour éviter qu’elles ne se prennent dans les machines. Souvent utilisées pour les travaux de démolition et les travaux en hauteur.

4. demi-bottes

Ce sont des chaussures de sécurité en caoutchouc qui couvrent jusqu’au tibia et protègent les pieds sur une large surface. Elles peuvent être mises et enlevées rapidement car il n’y a pas de lacets et sont utilisées sur les sites de travail où elles sont fréquemment mises et enlevées, tels que le génie civil, la soudure et la démolition.

5. les baskets de protection

Comme les baskets, elles sont bien conçues et légères. Elles conviennent pour les travaux légers.

6. type velcro

Faciles à mettre et à enlever, même avec des gants militaires, elles permettent de ne pas perdre de temps.

7. Type lacet

Les lacets peuvent être noués et ajustés pour s’adapter aux chaussures de sport. Ils peuvent être utilisés pour faire les courses, manger, etc., et peuvent être portés au travail pour éviter de se changer sur le lieu de travail. Toutefois, les lacets risquent de s’emmêler sur le lieu de travail et il convient d’être prudent lorsque l’on travaille avec des machines.

Comment choisir des chaussures de sécurité

Lors du choix des chaussures de sécurité, il est important de vérifier leur fonction.

1. résistance à la chaleur

Les chaussures de sécurité dotées d’une résistance élevée à la chaleur et de propriétés d’isolation conviennent aux chantiers où la chaleur est utilisée et au travail sous le soleil brûlant.

2. Résistance au feu

Les chaussures de sécurité dotées d’une résistance élevée au feu conviennent au soudage et au travail devant des fours.

3. Respirabilité

Les matériaux en maille dotés d’une excellente respirabilité conviennent aux endroits chauds tels que les usines. Ils permettent à la chaleur de s’échapper facilement et évitent les mauvaises odeurs causées par l’humidité de la transpiration.

4. Résistance au glissement

La résistance au glissement est importante lorsqu’elle est utilisée sur des sols glissants ou des pentes.

5. résistance à l’eau

Les chaussures de sécurité qui résistent à la détérioration par l’eau et l’huile sont utilisées pour le nettoyage et le travail à l’extérieur.

Qu’est-ce qu’une batterie au plomb-acide ?

Les batteries au plomb-acide sont un type de batterie qui utilise du dioxyde de plomb et du plomb métallique comme électrodes. L’acide sulfurique est l’électrolyte qui remplit l’espace entre les électrodes. Les batteries au plomb-acide sont d’excellentes batteries en termes de prix, car le plomb utilisé pour les électrodes est bon marché et peut être fabriqué à bas prix. Elles sont généralement largement distribuées parce qu’elles sont faciles à utiliser, que leurs performances sont stables quel que soit le courant utilisé et qu’elles ont peu d’effets de mémoire.

Parmi les inconvénients, citons la difficulté de les rendre plus petites et plus légères que d’autres batteries rechargeables, et la nécessité de faire attention aux dommages dus à l’utilisation d’acide sulfurique.

Utilisations des batteries au plomb-acide

Les batteries au plomb-acide sont utilisées dans un large éventail d’applications en raison de leur faible coût, de leur grande stabilité et de leur excellent rapport qualité-prix. Les secteurs de l’automobile et de l’industrie sont particulièrement bien représentés comme domaines où elles deviennent de plus en plus populaires.

Une seule cellule d’une batterie au plomb-acide a une force électromotrice de 2 V, qui peut être portée à 6, 12 ou 24 V en connectant plusieurs cellules ensemble. Il existe deux types de batteries au plomb-acide en ce qui concerne la forme des plaques d’électrodes : les batteries à électrodes en pâte et les batteries à électrodes enrobées.

Le type à pâte utilise un composé de plomb enduit sur la grille et est utilisé dans les alimentations de secours et les alimentations sans interruption, car sa grande surface d’électrode permet d’obtenir un courant important. Le type à pâte est également utilisé dans les automobiles.

Les batteries de type “clad” sont constituées de fibres de verre tressées en forme de tube et remplies de poudre de plomb. Elles sont utilisées dans les dispositifs de secours des chantiers de construction, tels que les chariots élévateurs, en raison de leur longue durée de vie et de leur durabilité. Elles sont moins adaptées à une utilisation dans des régions extrêmement froides en raison du risque de gel de l’électrolyte et d’éclatement de la batterie.

Principe des batteries au plomb-acide

Le phénomène de décharge des batteries au plomb-acide est représenté par l’équation de réaction suivante (équation de la batterie). Lors de la recharge, la réaction s’effectue dans le sens inverse de cette équation.

• Réaction à l’électrode positive : PbO2+ 4H^(+) +SO4^(2-) + 2e^(-) → PbSO4 + 2H2O
• Réaction à l’anode : Pb + SO4^(2-) → PbSO4 + 2e^(-)
• Réaction dans l’ensemble du système : PbO2 + 2H2SO4 + Pb → 2PbSO4 + 2H2O

Dans les batteries au plomb-acide, le dioxyde de plomb (PbO2) est utilisé pour l’électrode positive, le plomb (Pb) pour l’électrode négative et l’acide sulfurique dilué (H2SO4) pour l’électrolyte.

Lors de la décharge, le plomb réagit avec l’acide sulfurique du côté de l’anode et est oxydé en sulfate de plomb (PbSO4). Au cours de la réaction, les électrons (e^(-)) du plomb sont libérés et transférés du côté de la cathode, produisant ainsi de l’électricité.

Du côté de la cathode, le dioxyde de plomb de l’électrode reçoit les électrons envoyés du côté de l’anode et libère des ions de plomb. Les ions plomb réagissent avec l’acide sulfurique pour former du sulfate de plomb. L’oxygène du dioxyde de plomb se combine avec les ions hydrogène (H^(+)) présents dans l’électrolyte pour former de l’eau (H2O).

Qu’est-ce que le verre optique ?

Le verre optique est fabriqué principalement à partir de pierre de silice ou de sable siliceux, qui est principalement constitué de silicium (lire : silicium), et contient très peu d’impuretés qui nuiraient à la transparence.

En raison de sa forme homogène et de sa faible teneur en bulles d’air et en rayures, il est utilisé dans les équipements optiques qui transmettent la lumière, tels que les lentilles et les prismes. Différents matériaux sont souvent utilisés en fonction de la longueur d’onde de la lumière utilisée, le BK7 étant principalement utilisé dans le domaine visible, et le quartz fondu ou le quartz synthétique dans le domaine ultraviolet.

Il existe différentes qualités de quartz synthétique et il convient de noter que la transmittance, en particulier dans le domaine de l’ultraviolet, varie en fonction du matériau et de la qualité.

Utilisations du verre optique

Le verre optique est souvent utilisé pour les éléments optiques qui transmettent la lumière, tels que les lentilles, les prismes, les filtres optiques et les plaques de fenêtre pour les détecteurs, et pour la propagation de la lumière, tels que les guides de lumière et les fibres optiques. Le verre optique est également utilisé dans les dispositifs d’exposition, qui sont des équipements importants dans la fabrication des semi-conducteurs.

Avec l’intégration croissante des dispositifs à semi-conducteurs, la pureté et la précision du verre optique doivent être encore améliorées. Parmi les autres applications, on peut citer le verre de fenêtre à protection contre les rayonnements, qui protège uniquement contre les rayonnements, et toute une série d’autres domaines d’application, car les propriétés du verre peuvent être modifiées par l’ajout d’additifs. Les applications dans le domaine de la recherche et de l’expérimentation sont les suivantes:

1. La recherche fondamentale

En recherche fondamentale, le verre optique peut être utilisé comme substrat et des échantillons peuvent être appliqués ou déposés sur le verre pour des mesures spectroscopiques. Le graphène, un matériau 2D qui a attiré beaucoup d’attention ces dernières années, a également été transféré sur du verre optique et est maintenant commercialisé. Le graphène est généralement produit sur des substrats en cuivre, mais en le transférant sur des substrats en verre, il peut être utilisé dans diverses études spectroscopiques car la lumière transmise peut être observée.

2. Expériences optiques utilisant des lasers

Le verre optique peut également être utilisé dans des expériences optiques utilisant des lasers. C’est par exemple le cas lorsque le verre optique est utilisé comme réflecteur au vingtième. En général, l’indice de réfraction du verre est plus élevé pour les longueurs d’onde de la lumière bleue que pour celles de la lumière rouge, et la lumière bleue voyage plus vite que la lumière rouge dans la lumière qui le traverse.

C’est pourquoi le verre optique peut également être utilisé pour contrôler la dispersion des longueurs d’onde de la lumière pulsée dans les lasers à impulsions afin d’augmenter (chirp) ou de diminuer la largeur d’impulsion lorsqu’il s’agit de lumière qui existe dans une région spécifique sur l’axe du temps, comme dans les lasers à impulsions.

Principes du verre optique

Parmi les verres optiques, le quartz synthétique ne présente pas de bulles internes ni de rayures, il est très transparent et peut transmettre la lumière dans la région ultraviolette. Dans le passé, le quartz synthétique était l’élément optique qui transmettait la lumière ultraviolette, mais ces dernières années, les progrès technologiques ont conduit au développement de produits qui transmettent la lumière dans la région ultraviolette en utilisant de la résine, comme le Sidep d’AGC.

Outre la transmission à chaque longueur d’onde et les matières étrangères, le verre optique est également important pour la non-uniformité de son indice de réfraction, connue sous le nom de veinage, qui est causée par la formation linéaire ou en couches d’un matériau de verre qui diffère de l’indice de réfraction principal. Par exemple, si nous considérons les lentilles, qui sont des composants optiques qui courbent et focalisent la lumière, plus la différence d’indice de réfraction entre la lentille et l’air est grande, plus la lumière est courbée. Et plus la lumière peut être focalisée près de la lentille (focalisation plus courte), plus le système optique peut être petit.

La découpe et le polissage sont les méthodes de fabrication les plus courantes, mais pour le verre de silice fondue, qui a un point de fusion bas, on peut utiliser le moulage, le moulage sous pression et d’autres méthodes de fabrication qui permettent une production de masse peu coûteuse. Le choix du polissage optique d’une ou des deux faces se fait au moment de la commande et les prix varient.

Autres informations sur le verre optique

Indice de réfraction du verre optique

L’indice de réfraction du verre optique est plus élevé dans le domaine de l’ultraviolet que dans celui de l’infrarouge et présente une dispersion régulière. Cette dispersion dépend du matériau du verre et est très importante dans les expériences optiques utilisant l’indice de réfraction.

Par exemple, l’indice de réfraction du quartz synthétique est d’environ 1,48 à une longueur d’onde d’environ 340 nm, de 1,457 à 650 nm et de 1,452 à 900 nm. En revanche, l’indice de réfraction du BK7 est d’environ 1,54 à une longueur d’onde d’environ 340 nm, 1,514 à 650 nm et 1,509 à 900 nm. La dispersion de l’indice de réfraction est donnée par les fabricants et peut être vérifiée à l’avance.

La dispersion de la longueur d’onde de la lumière pulsée d’un laser pulsé est influencée par les différences d’indice de réfraction mentionnées ci-dessus. En fonction du matériau et de l’épaisseur du verre, la dispersion de la vitesse de groupe des impulsions peut être contrôlée. La forme de l’impulsion peut donc être conçue sur la base des informations relatives aux différences d’indice de réfraction de chaque longueur d’onde.

Qu’est-ce qu’un logiciel d’analyse des contraintes ?

Un logiciel d’analyse des contraintes est un logiciel qui simule les contraintes exercées sur un objet.

La contrainte est la force par unité de surface appliquée à l’intérieur d’un objet (force interne par unité de surface). Lorsqu’un objet est déformé, il est soumis à une contrainte et se déforme ou se casse, mais il est impossible de vérifier visuellement la contrainte à l’intérieur de l’objet au cours de ce processus.

Le Logiciel d’analyse des contraintes est donc utilisé pour analyser les contraintes dans un objet à l’aide d’un ordinateur et pour vérifier si l’objet peut résister aux contraintes.

Utilisations des logiciels d’analyse des contraintes

Les logiciels d’analyse des contraintes sont principalement utilisés pour évaluer et vérifier la résistance des structures. Par exemple, lors de la phase de conception d’une machine, les forces appliquées à la structure sont déterminées et sa résistance est évaluée. Si nécessaire, la structure et les matériaux de la machine sont revus et redessinés pour une meilleure résistance.

À l’époque où les logiciels d’analyse des contraintes n’étaient pas disponibles, la machine conçue était effectivement construite et l’analyse des contraintes était effectuée par voie expérimentale. Le logiciel d’analyse des contraintes a donc permis de réduire le temps et le coût des expériences.

Principe du logiciel d’analyse des contraintes

Le principe de base du logiciel d’analyse des contraintes est la méthode des éléments finis (FEM). La méthode des éléments finis est “une méthode mathématique permettant de résoudre des équations différentielles de manière approximative”.

Lors de l’analyse d’un objet sur un ordinateur, il est nécessaire de représenter (modéliser) les propriétés de l’objet à l’aide d’expressions mathématiques, car les ordinateurs ne peuvent traiter que des expressions mathématiques. La méthode permettant de modéliser la structure et les propriétés d’un objet de manière approximative s’appelle la méthode des éléments finis. Dans la méthode des éléments finis, un objet ayant une structure et des propriétés complexes est divisé en un nombre fini d’éléments.

Par exemple, dans la Tour de Tokyo, une structure complexe peut être facilement approximée en divisant la structure en barres rouges individuelles. Un élément fini peut être représenté par une formule mathématique relativement simple. Chaque microrégion de la division est représentée par une formule mathématique, qui peut ensuite être combinée pour obtenir une approximation des propriétés de l’objet entier. En d’autres termes, une structure complexe est divisée en un nombre fini de petits éléments, les contraintes et les déplacements sont déterminés pour chaque élément, puis l’ensemble est réuni.

La méthode des éléments finis (FEM) est une méthode d’analyse des déplacements et des contraintes d’un objet qui consiste à modéliser la structure et les propriétés de chaque élément fini et à les additionner, en considérant un seul objet complexe comme un tout.

Plus d’informations sur les logiciels d’analyse des contraintes

Les forces peuvent être divisées en deux grandes catégories : les forces externes et les forces internes. Les forces internes par unité de surface sont également appelées contraintes.

1. Forces et contraintes externes et internes

Forces externes

Les forces externes sont des forces agissant à l’extérieur d’un objet. Par exemple, une force externe est une force qui tire un élément, tel qu’une barre, de l’extérieur par une surface en contact avec lui. Les forces externes sont des forces appliquées de l’extérieur de l’objet ; elles sont donc générées par l’acte de tirer à la main ou de comprimer à l’aide d’une machine.

Forces internes

Les forces internes sont des forces agissant à l’intérieur d’un objet. Si un élément auquel une force externe est appliquée est hypothétiquement coupé, une force interne est générée pour équilibrer la force externe. Alors que les forces externes sont un concept visible à travers des actions telles que tirer à la main, les forces internes sont un concept important dans l’évaluation de la déformation et de la fracture des objets.

Contrainte                                                                                       

La contrainte est la force par unité de surface appliquée à l’intérieur d’un objet. L’unité n’est donc pas l’unité de force [N] mais [Pa], comme la pression. Un objet soumis à une force extérieure génère une force interne qui équilibre la force extérieure, de sorte que plus la force extérieure est grande, plus la force interne est importante.

Lorsque l’on considère la déformation ou la rupture d’un objet, l’attention est portée sur la force interne, mais comme les dimensions de l’élément ne peuvent être prises en compte avec la seule force interne, la contrainte, qui est la force par unité de surface divisée par la force interne dans la surface, est nécessaire. La contrainte permet de vérifier la charge exercée sur un objet, quelle que soit la taille de celui-ci.

2. Types de contraintes

Les contraintes peuvent être divisées en deux types principaux : les contraintes de traction et les contraintes de cisaillement.

La contrainte de traction est la contrainte causée par la traction d’un objet et est uniformément répartie sur le plan de coupe virtuel de l’objet. La contrainte de cisaillement est la contrainte qui agit lorsqu’un objet est cisaillé. Par exemple, lorsqu’on coupe du carton avec des ciseaux, une contrainte de cisaillement est générée dans les ciseaux et le carton, car le cisaillement coupe le carton.

Les contraintes de traction et de cisaillement peuvent être combinées pour résoudre des problèmes complexes. Par exemple, si vous tenez les deux extrémités d’une carotte avec vos mains et que vous effectuez un mouvement de flexion, des contraintes de traction et de cisaillement sont appliquées au centre, ce qui entraîne la rupture de la carotte près du centre.

Si la même chose se produit dans une structure telle qu’un pont, cela peut provoquer un accident majeur. Un logiciel d’analyse des contraintes doit donc être utilisé pour vérifier quelles sont les contraintes appliquées à l’objet afin d’éviter une telle situation.

Qu’est-ce qu’un thermomètre ?

Un thermomètre est un instrument qui permet de mesurer la température d’un objet à mesurer. Les thermomètres couramment utilisés sont les thermomètres en verre, les thermomètres bimétalliques et les thermomètres à rayonnement.

Les thermomètres en verre sont des thermomètres dans lesquels du mercure ou de l’alcool est injecté dans un tube de verre en tant que liquide sensible à la température. La précision varie en fonction du verre et du liquide sensible à la température utilisés, mais si le type de thermomètre est choisi en fonction de l’objet à mesurer, les mesures peuvent être effectuées avec un degré de précision élevé.

Les thermomètres bimétalliques sont un type de thermomètre de contact à dilatation métallique. Bien qu’inférieurs aux thermomètres en verre en termes de précision, ils sont très durables et peuvent mesurer les températures de manière stable.

Les thermomètres à rayonnement sont un type de thermomètre capable d’effectuer des mesures sans toucher directement un objet, et sont de plus en plus populaires dans les sites de production.

Utilisations des thermomètres

Il existe plusieurs types de thermomètres dont les spécifications diffèrent, notamment en ce qui concerne les méthodes et les principes de mesure. Chacun possède ses propres caractéristiques et est souvent utilisé, notamment dans le secteur industriel.

Les thermomètres peuvent être par exemple utilisés pour détecter la production de chaleur dans les appareils électroménagers et les composants électroniques. Ils peuvent être utilisés pour détecter des anomalies lors des tests et des inspections de produits, ce qui rend le travail plus efficace par rapport aux inspections uniquement visuelles.

Les lignes de production des usines sont un autre domaine d’utilisation typique des thermomètres. En les utilisant dans les chaînes de production alimentaire pour contrôler les températures pendant les processus de fermentation et de torréfaction, il est possible de maintenir et d’améliorer facilement la qualité.

Principe des thermomètres

La méthode de mesure de la température dans les thermomètres varie d’un produit à l’autre. Il existe deux grands types de méthodes de mesure : la méthode par contact et la méthode sans contact. La méthode diffère en fonction de la norme de référence pour détecter la température d’un objet.

La méthode par contact est une méthode de mesure dans laquelle la section de mesure du thermomètre est en contact direct avec le solide, le liquide ou le gaz à mesurer (on l’appelle pièce à mesurer). La température est lue et mesurée par conduction thermique pour les pièces solides ou liquides et par convection pour les pièces gazeuses. Les thermomètres utilisant cette méthode de mesure sont souvent de construction simple et peu coûteuse.

Avec la méthode par contact, il peut y avoir une perte de chaleur de la pièce à cause du contact direct. Ce problème est résolu par la méthode sans contact, qui permet de mesurer la température sans contact direct.

La méthode sans contact utilise le rayonnement de la pièce solide ou liquide pour lire la température de surface, ce qui signifie que la mesure peut être effectuée en peu de temps. Toutefois, comme l’émissivité varie en fonction de la pièce, elle doit être réglée de manière appropriée pour permettre une mesure précise de la température.

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

L’acier de décolletage est un matériau en acier fabriqué en ajoutant du soufre, du plomb, du phosphore ou du manganèse au métal pour améliorer l’usinabilité et faciliter l’usinage dans les opérations d’usinage sur les centres d’usinage et les tours.

En améliorant l’usinabilité, il est largement utilisé pour l’usinage continu sans personnel et l’usinage à grande vitesse à l’aide de machines-outils à commande numérique, et constitue un matériau essentiel pour accroître l’efficacité de la production de composants.

L’acier de décolletage est désigné par le sigle SUM, les chiffres tels que SUM 21 et 22 indiquant la teneur en carbone, le nombre variant selon qu’il s’agit d’un acier à faible ou à moyenne teneur en carbone.

Utilisations de l’acier de décolletage

L’acier de décolletage est souvent utilisé comme matériau pour les boulons et les écrous produits en grandes quantités en raison de sa bonne usinabilité et de son usinage continu à grande vitesse.

Dans le domaine de l’automobile, l’acier de décolletage est utilisé pour les vilebrequins de moteurs, les bielles et les pièces hydrauliques, et il est également largement utilisé dans la section de l’arbre des imprimantes.

L’acier de décolletage est également utilisé dans des applications familières, telles que les pièces pour les appareils photo numériques, les lecteurs DVD, les téléviseurs et autres appareils ménagers, ainsi que pour les appareils de climatisation et les appareils à gaz, qui sont indispensables dans notre vie quotidienne.

Principe de l’acier de décolletage

Les aciers de décolletage sont divisés en acier de décolletage à faible teneur en carbone et en acier de décolletage à teneur moyenne en carbone, avec des caractéristiques différentes.

Les aciers de décolletage à faible teneur en carbone sont décrits comme “SUM 21 – SUM 22” et représentent des aciers de décolletage dont la teneur en carbone est inférieure ou égale à 0,13 %. Les aciers de décolletage à faible teneur en carbone se caractérisent par le fait qu’ils mettent l’accent sur l’usinabilité plutôt que sur la résistance et sont utilisés pour les pièces qui ne nécessitent pas une grande résistance.

Les aciers de décolletage à teneur moyenne en carbone sont décrits comme “SUM31-SUM43” et sont plus résistants que les aciers de décolletage à faible teneur en carbone. Leur dureté est équivalente à celle des aciers S35C, SS400 et S45C, qui sont largement utilisés parmi les matériaux sidérurgiques. Il est trempé pour être revenu et, comme le soufre ajouté favorise la détérioration, une plus grande quantité de manganèse est ajoutée pour empêcher la détérioration.

Une petite quantité de soufre est ajoutée à l’acier de décolletage (0,16-0,23%) parce qu’une trop grande quantité de soufre est nocive pour le corps humain, et qu’une teneur en soufre plus élevée entraîne des caractéristiques telles qu’une ténacité et une ductilité légèrement inférieures dans le sens du laminage.