材料の分類–定義を含む完全な概要

この記事では、材料の分類について説明します。 工学で。私たちが使うものは何でもいくつかの材料でできています。特定のプロパティに基づいて、それらはグループ化されます。分類を明確に理解しましょう。

材料の分類

固体材料は、3つの基本的な分類に便利に分類されています：金属 、セラミック 、およびポリマー 。このスキームは主に化学的構成と原子構造に基づいており、いくつかの中間体がありますが、ほとんどの材料は1つの異なるグループまたは別のグループに分類されます。

さらに、重要なエンジニアリング材料には他に3つのグループがあります–複合材料 、半導体 、および生体材料 。

複合材料は2つ以上の異なる材料の組み合わせで構成されていますが、
半導体は、その異常な電気的特性のために利用されています。生体材料は人体に埋め込まれます。次に、材料の種類と代表的な特性について簡単に説明します。

説明付きの資料の分類

1。金属

金属材料は通常、金属元素の組み合わせです。それらは多数の非局在化電子を持っています。つまり、これらの電子は特定の原子に結合していません。金属の多くの特性は、これらの電子に直接起因しています。金属は電気と熱の非常に優れた伝導体であり、可視光を透過しません。磨かれた金属表面は光沢のある外観をしています。さらに、金属は非常に強力ですが、変形可能であるため、構造用途での広範な使用が可能です。

2。セラミック

セラミックは、金属元素と非金属元素の化合物です。それらは最も頻繁に酸化物、窒化物、および炭化物です。この分類に含まれる材料の広い範囲には、粘土鉱物、セメント、およびガラスで構成されるセラミックが含まれます。これらの材料は通常、電気や熱の通過を遮断し、金属やポリマーよりも高温や過酷な環境に対して耐性があります。機械的挙動に関しては、セラミックは硬いですが非常に脆いです。

3。ポリマー

材料の別の分類はポリマーです。ポリマーには、おなじみのプラスチックやゴムの材料が含まれます。それらの多くは、炭素、水素、およびその他の非金属元素に化学的に基づく有機化合物です。さらに、それらは非常に大きな分子構造を持っています。これらの材料は通常、密度が低く、非常に柔軟な場合があります。

4.コンポジット

複数の材料タイプで構成される多くの複合材料が設計されています。ガラス繊維はおなじみの例であり、ガラス繊維が高分子材料内に埋め込まれています。複合材料は、各構成材料の最良の特性の組み合わせを表示するように設計されています。ガラス繊維はガラスから強度を獲得し、ポリマーから柔軟性を獲得します。最近の材料開発の多くは、複合材料に関係しています。

5。半導体

半導体は、導電体と絶縁体の中間にある電気的特性を持っています。さらに、これらの材料の電気的特性は、不純物原子の微小濃度の存在に非常に敏感であり、その濃度は非常に小さな空間領域にわたって制御される可能性があります。半導体は、過去20年間で、エレクトロニクスおよびコンピューター業界（私たちの生活は言うまでもなく）に完全に革命をもたらした集積回路の出現を可能にしました。

6.生体材料

生体材料は、病気や損傷を受けた体の部分を置き換えるために人体に埋め込まれるコンポーネントに使用されます。これらの材料は生成してはなりません
有毒物質であり、体組織と適合性がなければなりません（つまり、引き起こしてはなりません
有害な生物学的反応）。上記のすべての材料（金属、セラミック、ポリマー、複合材料、および半導体）は、生体材料として使用できます。

将来の資料

科学技術は絶えず進化しているため、これらは工学における材料の分類へのアドオンです。

スマート（またはインテリジェント）マテリアルは、現在作成されている最先端のマテリアルのクラスであり、当社のテクノロジーの多くに大きな影響を与えるでしょう。 「スマート」という言葉は、これらの素材が周囲の変化を検出し、これらの変化に事前に設定された方法で応答できることを示唆しています。これは、生き物にも見られる特徴です。さらに、「スマート」の概念は、スマートな素材と従来の素材を組み合わせたより複雑なシステムに使用されています。

一部のタイプのセンサー（入力信号を検出する）とアクチュエーターは、スマートマテリアル（またはシステム）のコンポーネントです（応答性と適応性のある機能を実行します）。

温度、電場、および/または磁場の変化に応じて、アクチュエータは、形状、位置、固有振動数、または機械的特徴を変更するように求められる場合があります。形状記憶合金、圧電セラミック、磁歪材料、および電気粘性/磁気レオロジー流体は、アクチュエータで使用される最も一般的な材料です。

形状記憶合金は、温度が変化すると変形すると元の形状に戻る金属です。圧電セラミックは、印加された電界（または電圧）に応じて膨張および収縮します。寸法が変わると、電界も発生します。

結論

これらは、私たちが日常生活で見つけて使用する種類の材料でした。これらの材料の分類に基づく 研究者は品質を改善しようとするか、それはそれらをより便利に研究するのに役立ちます。