Materiaali

Materiaali  on aine tai aineiden seos , josta tuote valmistetaan . Myös tuotantoprosessiin osallistuvat aineet tai seokset, esimerkiksi antamaan tiettyjä ominaisuuksia valmistetuille tuotteille . Materiaalit voivat vaihdella puhtaudeltaan, olla orgaanisia tai epäorgaanisia, ja ne luokitellaan sekä alkuperän että ominaisuuksien mukaan. Materiaalien tutkiminen, niiden oikea valinta ja soveltaminen on omistettu sellaiselle tiedonhaaralle kuin materiaalitiede .

Materiaalit valmistetaan useimmiten raaka-aineista ( teräs sulatetaan malmista, bitumi saadaan öljystä, peltimetallit saadaan valssaamalla valuja jne.). Teollisuudessa materiaalit voivat palvella tuotteiden lisäksi myös muita materiaaleja.

Luokitus

Materiaalit voidaan luokitella käyttötarkoituksensa mukaan, esimerkiksi:

• Rakentamiseen käytetään rakennusmateriaaleja;
• Rakennusten eristysmateriaaleja käytetään pitämään lämpöä rakennuksissa;
• Tulenkestäviä materiaaleja käytetään korkeissa lämpötiloissa;
• Ydinaineita käytetään ydinvoimaan ja aseisiin ;
• Ilmailu- ja avaruusmateriaaleja käytetään ilmailussa ja avaruusalusten, rakettien luomisessa [1] ;
• Biomateriaaleja käytetään lääketieteessä ja biologiassa.

Materiaalin valinta on prosessi, jossa määritetään tiettyyn sovellukseen käytettävä materiaali.

Luokittelu rakenteen mukaan

Eri materiaaleilla on oma rakenne, jota voidaan tutkia instrumenteilla ( mikroskooppi , spektrometri , kovuusmittari , vetokoekone ).

Mikrorakenne

Suunnittelussa materiaalit luokitellaan mikroskooppisen rakenteensa mukaan:

• Keramiikka : ei-metalliset, epäorgaaniset kiinteät aineet;
• Lasit : amorfiset aineet;
• Metallit : puhtaita tai seoksen muodossa olevia kemiallisia alkuaineita, joiden kidehila sitoutuu metallisesti (vapaat elektronit);
• Polymeerit : materiaalit, jotka perustuvat pitkiin hiili- tai piiketjuihin;
• Hybridit: Useiden materiaalien yhdistelmät, kuten komposiitit [2] .

Laajamittainen materiaalirakenne

Vaahdoissa ja tekstiileissä kemiallinen rakenne vaikuttaa usein vähemmän ominaisuuksiin kuin suuren mittakaavan materiaaliominaisuudet: reikiä vaahdoissa ja kudoksia kuituisissa materiaaleissa (lasikuitu, hiili) [1] .

Materiaalien luokittelu niiden suunnitteluominaisuuksien mukaan

Materiaalit verrataan ja luokitellaan myös fysikaalisten ominaisuuksien perusteella.

Mekaaniset ominaisuudet

Mekaaniset ominaisuudet määräävät, kuinka materiaali reagoi kohdistettuihin voimiin, joita ovat lujuus , sitkeys , kovuus ja jäykkyys . Ne määritetään testeillä, kuten staattinen venytys ja muut menetelmät.

Lämpöominaisuudet

Materiaalit voivat hajota tai muuttua ominaisuuksissaan eri lämpötiloissa ( lämpöstabiilisuus , kylmähauraus ). Lämpöominaisuudet sisältävät myös materiaalin lämmönjohtavuuden ja lämpökapasiteetin , jotka liittyvät materiaalin lämpöenergian siirtoon ja varastointiin.

Muut ominaisuudet

Materiaalit voidaan verrata ja luokitella muiden kvantitatiivisten indikaattorien mukaan niiden käyttäytymisestä eri olosuhteissa. Nämä voivat olla materiaalien optisia, sähköisiä ja magneettisia ominaisuuksia [3] .

Ensisijainen ja toissijainen

Neuvostoliiton ja Venäjän taloustieteen perinteen mukaan materiaalit ymmärretään vain teollisuusyrityksissä esikäsitellyiksi tuotteiksi (toisin kuin raaka-aineina ). Materiaalit on jaettu perus- ja apuaineisiin . Päämateriaalit ovat ne, jotka ovat osa lopputuotetta sen pääaineen muodossa (esimerkiksi jauhot leipomotuotteiden valmistuksessa). Apuaineet ovat niitä, joita kulutetaan työprosessissa antamaan tuotteelle uusia ominaisuuksia (suola, väriaineet) tai edesauttavat tuotantoprosessin normaalia kulkua. Ruoka, energia, polttoaine ja lääkkeet eivät ole materiaaleja, koska ne menevät käytön aikana kemiallisiin reaktioihin ja häviävät vähitellen lähes kokonaan [4] . Kaasut jätetään joskus materiaalien lukumäärän ulkopuolelle [5] .

Aiheeseen liittyvät käsitteet

Materiaalien fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksien tutkimus on tieteiden ja materiaalitieteen monitieteinen osa .

Maatalouden, kaivosteollisuuden tuotteita, jotka ovat suurelta osin säilyttäneet luonnolliset ominaisuutensa, mutta jotka on tarkoitettu teolliseen jatkojalostukseen (puu, puuvilla, malmi), kutsutaan raaka-aineiksi [6] .

Materiaalit rakennusten ja rakenteiden rakentamiseen  - rakennusmateriaalit .

Arkipäiväisessä mielessä materiaali on vaatteiden valmistuskangasta.

Kulutusaine, joka helpottaa mekaanista liikettä ,  on voiteluaine .

Apuaineet - puhdistusaineet, jauheet , rievut.

Kemiallisia reaktioita nopeuttavat/hidastavat materiaalit  - katalyytit / inhibiittorit .

Tietomateriaali , tiedot - tietojoukko, jolla on tietty arvo.

Katso myös

• Materiaalin kulutus

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 Anatoli Kapitonov, Viktor Redkin. Komposiittimateriaalien fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet. Elastiset ominaisuudet . - Litraa, 2019-07-05. — 532 s. - ISBN 978-5-04-179254-1 . Arkistoitu 14. kesäkuuta 2020 Wayback Machinessa
2. ↑ PLASTINFO: muoviteollisuuden portaali . plastinfo.ru . Haettu 14. kesäkuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 14. kesäkuuta 2020. (määrätön)
3. ↑ Ashby, Michael. Materiaalitekniikka, tiede, käsittely ja suunnittelu / Michael Ashby, Hugh Shercliff, David Cebon. – 2. - Oxford: Elsevier, 2010. - ISBN 9781856178952 .
4. ↑ Valentin Kraposhin: aikamme luo uusia materiaaleja
5. ↑ Yu. V. Khodakov et ai., Epäorgaanisen kemian opetus lukiossa, 1975 , s. 25.
6. ↑ Baklanov G.I. et ai., Industry Statistics: Textbook, 1982 , s. 337.

Kirjallisuus

• M. L. Bernshtein , V. A. Zaimovsky. Metallien mekaaniset ominaisuudet. - 2. painos - M . : Metallurgy, 1979.
• Ja B. Fridman . Metallien mekaaniset ominaisuudet. - Toim. 3, kahdessa osassa. - M . : Mashinostroenie, 1974.
• Khodakov Yu. V., Epshtein D. A., Gloriozov P. A. et al. Epäorgaanisen kemian opetus lukiossa. Metodologinen opas opettajille. - M . : Koulutus, 1975. - 416 s. - (Opiston metodinen kirjasto).
• Baklanov G.I. jne. Toimialatilastot: Oppikirja. - M. : Talous ja tilastot, 1982. - 439 s.

Linkit

• Termi Modernissa taloustieteen sanakirjassa  (downlink)  (downlink 14-06-2016 [2323 päivää])
• Sichkarenko K. A. Uusien materiaalien kehittäminen maailmassa, 2015