Cependant, si le matériau devient plus chaud ou plus froid, il peut se dilater ou se rétrécir, changeant ainsi sa taille et/ou sa forme. Ce phénomène est connu sous le nom de dilatation thermique. Le coefficient de dilatation thermique est un élément auquel on fait souvent référence lorsque l'on parle de dilatation thermique. Il s'agit d'un nombre unique qui nous indique dans quelle mesure un matériau va se dilater (c'est-à-dire augmenter de taille) ou se contracter (c'est-à-dire diminuer de taille) en fonction des changements de température. Des coefficients plus élevés indiquent que le matériau va s'agrandir davantage que ceux avec de petits coefficients. Il s'agit d'un concept clé dans la pratique, en particulier lorsque vous avez affaire à plusieurs matériaux.
Certains matériaux, en particulier ceux qui présentent un coefficient de dilatation thermique élevé, sont susceptibles de subir un changement de forme avec un changement de température. Cela implique que ces matériaux, lorsqu'ils sont chauffés, peuvent se tordre dans un segment circulaire, ou éventuellement s'étirer, rappelant les polymères à mémoire de forme. Si nous comptons sur ces matériaux pour rester dans cette forme, alors c'est un énorme problème. Disons que nous avons un pont construit à partir d'un matériau qui a un coefficient de dilatation thermique élevé. Au fur et à mesure que cette température augmente et que le pont se réchauffe, il va alors être soumis, fondamentalement, à une flexion/une transformation avec la température. Maintenant, s'il s'agit d'un pont de contournement, ces gars-là ont tellement augmenté la distance autour du trajet qu'elle met en danger toute personne conduisant sur ce pont. Tout pont qui ne mène pas droit en ligne droite ne mérite pas d'être emprunté.
Avec l'augmentation de la température, les matériaux ont tendance à se dilater davantage. C'est le cas de tous les matériaux, mais c'est encore plus le cas des matériaux ayant des coefficients de dilatation thermique élevés. Maintenant, réfléchissez à ceci : lorsque nous chauffons un matériau à coefficient de dilatation thermique élevé, il se dilatera beaucoup plus que lorsque nous chauffons un matériau à faible coefficient. Ce point est particulièrement important lorsque nous sélectionnons des matériaux pour différentes applications. Si nous voulons un matériau qui ne se déforme pas trop à haute température, nous devons choisir un matériau à faible coefficient de dilatation thermique. De cette façon, vous pouvez être sûr que le tissu de votre choix est robuste et qu'il conservera sa structure.
Ainsi, si nous réchauffons un matériau, ses composants de base, les molécules, deviennent beaucoup plus dynamiques que s'il était refroidi. Ce mouvement supplémentaire peut perturber les forces intermoléculaires et endommager la résistance globale du matériau. C'est particulièrement le cas pour les matériaux ayant des coefficients de dilatation thermique élevés. Lorsque ces matériaux chauffent, les liaisons qui maintiennent les molécules ensemble commencent à se briser beaucoup plus facilement, ce qui fragilise considérablement le matériau. C'est un problème grave lorsque nous voulons que notre matériau soit rigide et robuste pour une certaine raison.
En bref, dans des conditions de chaleur ou de froid extrêmes, les matériaux hautement extensibles thermiquement ne sont pas très efficaces. Par exemple, si nous avons un matériau à coefficient élevé dans un environnement très froid, il va beaucoup rétrécir. En revanche, si nous mettons le même matériau à une température extrêmement élevée, il va se dilater de manière significative. Cela signifie donc que le matériau pourrait se déstabiliser et se déformer de manière imprévue. Le choix du matériau adapté à la tâche à accomplir est de la plus haute importance par rapport aux températures extérieures auxquelles nous pouvons être confrontés. Pour savoir comment ce matériau interagira différemment dans ces conditions, nous devons être intentionnels quant à la manière dont ils sont assemblés.
Il est difficile de concevoir des produits avec des matériaux ayant des coefficients de dilatation thermique élevés. Nous devons nous assurer que le matériau conservera sa forme et ne se déformera pas sous l'effet de températures élevées ou basses. Nous devons également nous assurer que le matériau est suffisamment solide pour l'usage que nous voulons en faire. Cela peut être réalisé en utilisant une plus grande quantité du matériau mentionné que si nous avions affaire à un matériau ayant un faible coefficient de dilatation thermique. Une augmentation de la quantité de matériau utilisé entraînera naturellement un produit final plus lourd et, par conséquent, plus coûteux. Un autre aspect qui pourrait compliquer les choses est l'utilisation de types spéciaux de normes de fabrication pour façonner correctement le matériau. Cela permet de garantir qu'il ne se déformera pas ou ne se brisera pas sous l'effet de la chaleur.
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