چرا علم موادشناسی را می آموزیم؟
ما در جهانی زندگی می‌کنیم که اشیاء در آن از مواد مختلف ساخته می‌شود. به اطراف خود بنگرید: خودروها، هواپیماها، کامپیوترها، یخچال ها، و خلاصه تمام آنچه که در اطراف خود می بینید، از مواد تولید شده‌اند. ویژگی‌های خاصی لازم است تا بتوان ماده‌ای را برای کاربردهای خاص به کار گرفت و از این رو است که علم مواد از اهمیت دو چندانی برخوردار می‌شود. عده زیادی از علوم کاربردی مثل مهندسی‌های مکانیک، عمران و برق همواره با مسائلی روبه رو می‌شوند که در طی آنها انتخاب یک ماده، هسته اصلی خواهد بود و در این راه مهندسی مواد و علم مواد شناسی به کمک این علوم خواهد شتافت.
بیشتر اوقات، مسئله اصلی در حیطه مواد، انتخاب یک ماده برای کاربردی خاص است، ولی به ندرت اتفاق میافتد که ماده انتخاب شده تمام خواص مدنظر یا اغلب آنها را داشته باشد، لذا همواره سعی بر آن خواهد بود که تعادلی میان خواص گوناگون، به نحوی که کاربرد موردنظر نیز انجام شود، برقرار گردد. مثال مشهود در این زمینه رابطه میان کشسانی و استحکام است. به طور معمول ماده‌ای که دارای استحکام زیادی است، خاصیت کشسانی کمی‌دارد، لذا در چنین موادی برقراری رابطه‌ای درست میان کاربرد و این تضاد دارای اهمیت خواهد بود.
دومین موضوع در انتخاب مواد، تغییر خواص ماده در هنگام کار و یا در مجاورت با محیط کار است، بنابراین لازم است همواره ماده در این خصوص پایداری کافی را داشته باشد. از آن جمله می‌توان به کاهش استحکام در اثر افزایش دما یا در محیط‌های خورنده، اشاره کرد. مسائل اقتصادی نیز از موضوعات مهم در انتخاب مواد است. ممکن است ماده‌ای تمامی خواسته‌های ما را در کاربرد موردنظر برآورده سازد، ولی قیمت تمام شده آن مقرون به صرفه نباشد. پس همواره لازم است تعادلی منطقی میان خواص مورد نیاز و قیمت ماده موردنظر برقرار باشد.
مجموع عوامل بالا حاکی از اهمیت علم مواد برای رشته‌های گوناگون در حیطه مهندسی است. هر روزه مواد جدید با قابلیت‌های ویژه‌ای ابداع می‌شوند.
طبقه بندی مواد در علم موادشناسی
مواد جامد که بیشتر کاربرد آنها در ساخت و سازهای مهندسی است، در سه گروه: فلزات، سرامیک‌ها و پلیمرها طبقه بندی می‌شوند. این تقسیم بندی بر اساس خواص شیمیایی و ساختار اتمی است و بیشتر مواد در یکی از این سه حیطه قرار می‌گیرند، ولی با این وجود تعدادی از مواد هستند که خواص واسطه‌ای میان این سه گروه دارند. برای نمونه می‌توان به کامپوزیت‌ها (مواد مرکب) اشاره کرد، که ترکیبی از دو یا سه گروه ذکر شده هستند و خواص میانه‌ای خواهند داشت.
فلزات علم موادشناسی
موادی که در گروه فلزات قرار می‌گیرند، ترکیبی از یک یا چند عنصر فلزی (مانند: آهن، آلومینیم، مس، تیتانیم، طلا، نیکل و غیره) و عناصر غیر فلزی (مانند: کربن، نیتروژن و اکسیژن به مقدار کم هستند. در حقیقت باید به این نکته توجه کرد که هر چند در علم شیمی عناصر فلزی به صورت منفرد به کار گرفته، و نامبرده می‌شوند، اما در علم مواد، فلزات به ندرت به صورت خالص به کار می‌روند، چرا که خواص چندان مناسبی برای کاربرد ندارند. از این رو بیشتر با ترکیب عناصر فلزی با یکدیگر یا با عناصر غیر فلزی، آلیاژسازی می‌کنند تا موجب افزایش مکانیکی و مقاومت بیشتر در برابر خوردگی در آنها شود. آلیاژ، ماده‌ای است با خواص فلزی و تشکیل شده از دو یا چند عنصر شیمیایی که حداقل یکی از آنها فلز است.
نوبت چاپ: اول
جهت پاسخگویی به سؤالات و تهیه کتاب مربوطه می توانید از طریق گزینه خرید محصول و پل ارتباطی انتشارات عطران اقدام نمایید:
دفتر مرکزی انتشارات عطران: 66191000 -021
شماره تلگرام پشتیبانی (24 ساعته): 09108172896
