Les aimants sont des matériaux qui développent un champ magnétique naturel. Ils possèdent deux pôles (nord et sud) et sont capables d’attirer d’autres matériaux comme le fer, le nickel, etc. En effet, il existe différents types d’aimants. Parmi ceux-ci, vous avez les aimants permanents, les aimants en néodyme, etc. Vous avez aussi les bruts à base de strontium. Ces derniers types ont des formes cylindriques ou parallélépipèdes et n’ont pas un sens de magnétisation précis. Ces aimants bruts ont une rémanence allant de 2000 à 2350 Gausse. Avec une polarité axiale ou multipolaire, ils peuvent être maintenus dans une température de plus de 250 °C. Envie d'en apprendre davantage sur ce type d'aimant ? Voici alors tout ce qu'il faut savoir à son propos !
Le terme isotrope se rapporte à l’uniformité. La signification du mot lui-même est « uniformité dans toutes les directions ». Cette signification peut légèrement différer selon le domaine. Par exemple, lorsqu’il s’agit d’un matériau ou d’un minéral, cela signifie "avoir les mêmes propriétés dans toutes les directions". Dans les processus industriels, l’isotropie signifie "avoir la même vitesse dans toutes les étapes", quelle que soit la direction. Dans ce cas, les molécules ayant une énergie cinétique se déplacent de manière aléatoire dans n’importe quelle direction.
Par conséquent, à un moment donné, de nombreuses molécules vont se déplacer dans la même direction. De même, les matériaux possédant cette propriété auront les mêmes propriétés dans toutes les directions (ex : solides amorphes). Par exemple, lorsque vous appliquez la chaleur sur un solide, vous constaterez qu’il se dilatera de manière similaire dans toutes les directions. Il s’agit d’un matériau isotrope.
De façon générale, l’isotrope est une notion qui fait référence aux propriétés d’un matériau en cristallographie de base. Les matériaux isotropes sont indépendants de la direction alors que les matériaux anisotropes dépendent celle-ci. En fonction de l’orientation des atomes de certains cristaux, les propriétés mécaniques et physiques peuvent être facilement affectées. Les cristaux à symétrie cubique, le verre, les diamants, etc. sont des exemples de matériaux isotropes.
Isotrope signifie avoir les mêmes propriétés dans toutes les directions. Cette expression fut officiellement créée 1859. Elle est composée de « iso » et de « tropique ». En effet, « iso » est l’élément formateur du mot qui signifie égal, similaire, identique. « Isos » qui est un mot grec, signifie « égal à, le même que ». En anglais, ce terme n’est utilisé correctement qu’avec des mots d’origine grecque. L’équivalence latine est « equi ».
Le « tropique » est aussi originaire du grec « tropikos » qui signifie « appartenant à un tournant ». Le tropikos est également dérivé de "trépein" (ayant pour racine trep, une racine proto-indo-européenne) qui veut dire tourner.
L’isotropie optique signifie avoir les mêmes propriétés optiques dans toutes les directions. La réflectance ou la transmittance individuelle des domaines est moyennée si vous voulez calculer la réflectance ou la transmittance macroscopique. Cela peut être simplement vérifié en examinant par exemple un matériau polycristallin sous un microscope polarisant dont les polariseurs sont croisés. Si les cristallites sont plus grandes que la limite de résolution, ils seront visibles.
Les matériaux sont considérés comme isotropes si leurs propriétés ne dépendent pas de la direction. Leur résistance varie selon le type d’élément, le type d’analyse et les charges. Les propriétés des matériaux isotropes sont énumérées ci-dessous.
La densité de masse d’un matériau est sa masse par unité de volume. Elle est applicable à tous les éléments linéaires. Cette propriété est requise dans toutes les analyses linéaires impliquant des charges de gravité ou d’accélération. Elle est également utile pour la fréquence naturelle (modale) et toutes les analyses de superposition modale.
En ce qui concerne le module d’élasticité, il est la pente de la courbe de contrainte par rapport à la déformation d’un matériau jusqu’à la limite de proportionnalité. Il est également connu sous le nom de module de Young d’un matériau. Le module d’élasticité est applicable à tous les éléments linéaires et est requis pour toutes les analyses linéaires.
Le coefficient de dilatation thermique est basé sur la contraction et la dilatation du matériau en raison d’une différence de température. Il est applicable à tous les types d’éléments linéaires. Il est requis pour tout modèle linéaire contenant des charges thermiques.
Le coefficient de Poisson est obtenu en prenant la déformation latérale négative et en la divisant par la déformation axiale pour un élément chargé axialement. Les valeurs typiques du coefficient de Poisson sont comprises entre 0,0 et 0,5. Ce coefficient est applicable pour tous les types d’éléments linéaires à l’exception des fermes. Son usage est aussi d'une importance capitale pour tous les types d’analyse linéaire.
Le module d’élasticité en cisaillement est la pente de la contrainte de cisaillement par rapport à la déformation en cisaillement d’un matériau jusqu’à la limite de proportionnalité. Il bénéficie également de l'appellation module de rigidité. Il s’applique à tous les types d’éléments linéaires, à l’exception des fermes et des poutres. Si vous entrez zéro, le logiciel utilisera l’équation pour calculer le module d’élasticité en cisaillement où E est le module d’élasticité et le coefficient de Poisson.
La limite d’élasticité d’un matériau est le point de la courbe de contrainte par rapport à l'endroit où le matériau commence à subir une déformation plastique. Après avoir cédé une fois, la nouvelle limite d’élasticité dépend du type de durcissement et de l’historique de chargement. La limite d’élasticité est utilisée avec les éléments de poutre en contrainte linéaire pour le contrôle du code. Sinon, la limite d’élasticité n’a aucun effet sur les résultats d’une analyse linéaire.
Le mot isotrope est dérivé du mot grecs isos qui signifie égal et de tropos qui veut dire chemin. Ainsi, certains matériaux, tels que les métaux, les diamants, les verres, etc., présentent les mêmes propriétés dans toutes les directions. Il s’agit notamment de la résistance et de la rigidité. Compte tenu de ce constat, ces corps sont dits isotropes et la conservation de leur propriété est qualifiée d'isotropie.
Par contre, l'anisotrope est dérivé de “an” qui signifie "sans", “isos” qui veut dire “égal” et “tropos” qui représente “chemin”. Ainsi, anisotrope désigne un matériau qui a des propriétés différentes dans diverses directions. C’est exactement le contraire d’isotrope. Dans ce cas, le bois et les matériaux composites sont de bons exemples de matériaux anisotropes. Les propriétés de ceux-ci dépendent de leurs directions, ce qui prend l'appellation d'anisotropie.
Par exemple, les cristaux minéraux isotropes présentent des caractéristiques identiques et constantes dans tout le matériau. Cela est dû à leur composition uniforme et au fait qu’ils ne dépendent pas de la direction et des dimensions. En revanche, le cristal minéral présente des propriétés variables selon les différentes orientations de la surface minérale, ce qui lui vaut le qualificatif d'anisotrope. Les différences de propriétés sont donc liées aux divergences de composition. Les caractéristiques de ces minéraux dépendent de la direction qu'ils prennent.
Généralement, les termes isotropie et anisotropie sont utilisés pour décrire les propriétés des corps macroscopiques. Ainsi, la principale différence entre l’anisotropie et l’isotropie est que le premier dépend de la direction, alors que le second est indépendant de celle-ci.
L’isotrope et l’anisotrope sont deux expressions différentes. Cette dissemblance est relative à la propriété des matériaux. Pour pouvoir faire un choix, il est donc important de tenir compte de l’objectif de vos études.
En somme, retenez qu’en science des matériaux et en cristallographie, les termes isotrope et anisotrope sont couramment utilisés pour décrire l’orientation atomique. Contrairement à l'électro aimant et à l'aimant neodyme, ils permettent de décrire la structure et la morphologie des matériaux. Les propriétés de ceux isotropes, tels que les cristaux cubiques et les matériaux amorphes ne changent pas lorsque la substance se déplace. En revanche, les propriétés des matériaux anisotropes, comme le bois et les matériaux composites, varient en fonction de la direction choisie. À savoir : la technique de fabrication des aimants isotropes et anisotropes diffèrent. Différents termes sont à comprendre si vous désirez cerner davantage ces notions : nombre d'axones et de neurones, espace homogène, milieu / source isotrope, etc.