Материаловедение



Общие сведения о материаловедении




Как мы уже знаем, материаловедение - это наука, изучающая строение и свойства материалов и устанавливающая связь между их составом, строением и свойствами, а также поведением материалов в зависимости от какого-либо внешнего воздействия со стороны окружающей среды.
Этим воздействием может быть изменение температуры, давления, магнитных, электрических или других силовых аномалий.

Материаловедение, как естественную науку, можно отнести к тем разделам физики и химии, которые занимаются изучением свойств материалов. Для решения своих задач эта наука использует обширный арсенал методов и способов, позволяющих исследовать структуру материалов, анализировать их физико-химические свойства и динамику этих свойств во взаимосвязи с внешними воздействиями.
При изготовлении многих изделий промышленности необходимо детально знать характеристику, свойства и строение используемых при этом материалов. Такую информацию и призвана выявлять наука материаловедение.

***

Классификация природных и искусственных материалов

Все известные в природе материалы классифицируются по следующим типам: металлические, неметаллические и композиционные материалы.

классификация природных и искусственных материалов

Металлические материалы подразделяются на группы в соответствии с тем компонентом, который лежит в их основе. Материалы черной металлургии: сталь, чугуны, ферросплавы, сплавы, в которых основной компонент – железо.
Материалы цветной металлургии: алюминий, медь, цинк, свинец, никель, олово. Металлы и металлические сплавы составляют основу современной техники. В настоящее время металлы являются самым универсальным по применению классом материалов.

К неметаллическим материалам относят резину, стекло, керамику, пластические массы и другие подобные материалы, отличающиеся рядом физических и химических свойств от настоящих металлов.

Для того чтобы повысить качество и надежность многих изделий, особенно подверженных интенсивным внешним воздействиям со стороны окружающей среды, зачастую требуются новые материалы, обладающие необходимым спектром уникальных свойств. Для решения этих проблем применяются композиционные, полимерные, порошковые материалы.

Композиционные материалы являются составными материалами, в состав которых входят два и более материалов (например, стеклопластики).

Существует классификация материалов в зависимости от их структурных форм: листы, порошки, гранулы, волокна, профили и т. д.



Знание структуры и свойств материалов позволяет создавать принципиально новые разделы и даже отрасли индустрии. Классические отрасли промышленной индустрии также широко используют знания, полученные учеными-материаловедами для нововведений, устранения проблем, расширения ассортимента продукции, повышения безопасности и экономической эффективности производства.

Основные методы, используемые материаловедением при изучении свойств материалов:

  • металлографический анализ;
  • электронная микроскопия;
  • зондовая микроскопия;
  • рентгеноструктурный анализ;
  • механические свойства;
  • калориметрия;
  • ядерный магнитный резонанс;
  • термография и т. д.

***

Конструкционные материалы