Επιστήμη των υλικών

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση

Το πεδίο της επιστήμης των υλικών περιλαμβάνει τη διερεύνηση των σχέσεων που υπάρχουν μεταξύ των δομών και των ιδιοτήτων των υλικών. Αντίθετα, η τεχνολογία των υλικών, με βάση αυτή τη σχέση δομής-ιδιότητας, ασχολείται με τη σχεδίαση ή την τεχνολογία σχεδίασης της δομής του υλικού, ώστε να παράγει ένα προκαθορισμένο σύνολο ιδιοτήτων.

Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η δομή ενός υλικού συνήθως σχετίζεται με την οργάνωση των εσωτερικών συστατικών του. Η υποατομική δομή περιλαμβάνει τα ηλεκτρόνια στα επιμέρους άτομα και τις αλληλεπιδράσεις με τον πυρήνα τους. Σε ατομικό επίπεδο, η έννοια της δομής περιλαμβάνει την οργάνωση ατόμων ή μορίων σε σχέση με άλλα άτομα ή μόρια. Η επόμενη ευρύτερη κατηγορία δομών, που περιλαμβάνει μεγάλες ομάδες κανονικά συσσωρευμένων ατόμων, ονομάζεται μικροσκοπική, και υποδηλώνει εκείνη τη δομή που μπορεί να παρατηρηθεί απ' ευθείας με τη χρήση κάποιου είδους μικροσκοπίου. Τέλος, δομικά στοιχεία τα οποία μπορούν να γίνουν αντιληπτά με γυμνό οφθαλμό ονομάζονται μακροσκοπικά.

Ιδιότητα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Όλα τα υλικά κατά τη χρήση τους εκτίθενται σε εξωτερικά ερεθίσματα τα οποία προκαλούν κάποιου είδους απόκριση. Η ιδιότητα είναι ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα του υλικού, που εκφράζει το είδος και το μέγεθος της απόκρισής του σε κάποιο συγκεκριμένο ερέθισμα. Γενικά οι ορισμοί των ιδιοτήτων δίνονται ανεξάρτητα από το σχήμα και το μέγεθος του υλικού. Ουσιαστικά όλες οι σημαντικές ιδιότητες των στερεών υλικών μπορούν να ομαδοποιηθούν σε έξι διαφορετικές κατηγορίες: μηχανικές, ηλεκτρικές, θερμικές, μαγνητικές, οπτικές και ιδιότητες φθοράς. Για κάθε μία υπάρχει ένα διαφορετικό είδος ερεθίσματος ικανό να προκαλέσει διαφορετικές αποκρίσεις.

  • Οι μηχανικές ιδιότητες συσχετίζουν την παραμόρφωση με ένα ασκούμενο φορτίο ή δύναμη. Σαν παραδείγματα αναφέρονται το μέτρο ελαστικότητας και η αντοχή.
  • Στις ηλεκτρικές ιδιότητες, όπως είναι η ηλεκτρική ειδική αγωγιμότητα και η διηλεκτρική σταθερά, το ερέθισμα είναι ένα ηλεκτρικό πεδίο.
  • Η θερμική συμπεριφορά των στερεών μπορεί να παρουσιαστεί βάσει της θερμοχωρητικότητας και της ειδικής θερμικής αγωγιμότητας.
  • Οι μαγνητικές ιδιότητες δείχνουν την απόκριση ενός υλικού στην εφαρμογή μαγνητικού πεδίου.
  • Για τις οπτικές ιδιότητες, το ερέθισμα είναι η ηλεκτρομαγνητική (ή φωτεινή) ακτινοβολία. Ο δείκτης διάθλασης και η ανακλαστικότητα είναι αντιπροσωπευτικές οπτικές ιδιότητες.
  • Τέλος, τα χαρακτηριστικά της χημικής υποβάθμισης υποδηλώνουν τη χημική δραστικότητα των υλικών ή το πώς το χημικό περιβάλλον στο οποίο το υλικό εκτίθεται προκαλεί την μεταβολή των χαρακτηριστικών του.

Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • William D. Callister, Jr. Εισαγωγή στην Επιστήμη και την Τεχνολογία των Υλικών.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]