Материал — это вещество или смесь веществ , которые составляют объект . Материалы могут быть чистыми или нечистыми, живыми или неживыми. Материалы можно классифицировать на основе их физических и химических свойств , или по их геологическому происхождению или биологической функции. Материаловедение — это изучение материалов, их свойств и их применения.
Сырье может быть обработано различными способами, чтобы повлиять на его свойства, путем очистки, формования или введения других материалов. Новые материалы могут быть получены из сырья путем синтеза .
В промышленности материалы являются входными данными для производственных процессов по производству продукции или более сложных материалов. [1]
Материалы отображают историю человечества. Система трех доисторических веков ( каменный век , бронзовый век , железный век ) сменилась историческими веками: стальным веком в 19 веке, полимерным веком в середине следующего столетия (пластиковым веком) и кремниевым веком во второй половине 20 века. [2]
Материалы можно в целом классифицировать по способу их использования, например:
Выбор материала — это процесс определения того, какой материал следует использовать для конкретного применения.
Соответствующая структура материалов имеет разную шкалу длины в зависимости от материала. Структура и состав материала могут быть определены с помощью микроскопии или спектроскопии .
В технике материалы можно классифицировать по их микроскопической структуре: [3] : 15–17
Метаматериал — это любой материал , разработанный так, чтобы иметь свойство, которое не встречается в природных материалах, обычно путем объединения нескольких материалов для формирования композита и/или настройки формы , геометрии , размера , ориентации и расположения для достижения желаемого свойства. [4]
В пенопластах и текстиле химическая структура менее важна для непосредственно наблюдаемых свойств , чем более масштабные характеристики материала: отверстия в пенопластах и переплетения в текстиле.
Материалы можно сравнивать и классифицировать по их крупномасштабным физическим свойствам.
Механические свойства определяют, как материал реагирует на приложенные силы .
Вот несколько примеров:
Материалы могут деградировать или изменять свои свойства при различных температурах. Тепловые свойства также включают теплопроводность и теплоемкость материала , относящиеся к передаче и хранению тепловой энергии материалом.
Материалы можно сравнивать и классифицировать по любой количественной мере их поведения в различных условиях. Известные дополнительные свойства включают оптическое, электрическое и магнитное поведение материалов. [3] : 5–7
