Материаловедение

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Материаловедение — междисциплинарный раздел науки, изучающий изменения свойств твердых веществ в зависимости от некоторых факторов. К изучаемым свойствам относятся структура веществ, электронные, термические, химические, магнитные, оптические свойства этих веществ. Как видно из определения, материаловедение можно отнести к тем разделам физики и химии, которые занимаются изучением свойств материалов. Кроме того, эта наука использует целый ряд методов, позволяющих исследовать структуру материалов. При изготовлении наукоемких изделий в промышленности, особенно при работе с объектами микро- и наноразмеров необходимо детально знать характеристику, свойства и строение материалов. Решить эти задачи и призвана наука — материаловедение.

Знание структуры и свойств материалов приводит к созданию принципиально новых продуктов и даже отраслей индустрии. Однако и классические отрасли также широко используют знания, полученные учеными-материаловедами для нововведений, устранения проблем, расширения ассортимента продукции, повышения безопасности и понижения стоимости производства. Эти нововведения были сделаны для процессов литья, проката стали, сварки, роста кристаллов, приготовления тонких пленок, обжига, дутья стекла и др.

Методы, используемые материаловедением: электронная микроскопия, рентгеноструктурный анализ, механические свойства, калориметрия, ядерная микроскопия и т. д.

Содержание

1 Направления исследований материаловедения
2 Разделы наук, на которых базируется материаловедение
3 Смотрите также
4 Ссылки

[править] Направления исследований материаловедения

Нанотехнология — создание и изучение материалов и конструкций размерами порядка нескольких нанометров.
Кристаллография — изучение физики кристаллов, включает:
- Дефекты кристаллов — изучение нарушений структуры кристаллов, включения посторонних частиц и их влияние на свойства основного материала кристалла.
- Технологии дифракции, такие как рентгеноструктурный анализ, используемые для изучения фазового состояния вещества.
Металлургия — изучение свойств различных металлов
Керамика, включает:
- создание и изучение материалов для электроники, например, полупроводники
- структурная керамика, занимающаяся композитными материалами, напряженными веществами и их трансформациями.
Биоматериалы — исследование материалов, которые можно использовать в качестве имплантантов в человеческое тело.

[править] Разделы наук, на которых базируется материаловедение

Термодинамика — для изучения стабильности, изменений фаз, для построения фазовых диаграмм.
Термический анализ, термогравиметрия — для изучения изменения свойств материалов при воздействии температуры и при взаимодействии с различными газами.
Кинетика — при изучении изменений фазового состояния вещества, термического разложения структуры и диффузии.
Химия твердого тела — для изучения химических процессов, проходящих в твердой фазе.
Физика твердого тела — для изучений квантовых эффектов в твердых материалах, например, исследование полупроводников и сверхпроводиков.