エンジニアリング資料の分類

物質とは、あるものを作り出すために使われる物質の問題に他なりません。エンジニアリング材料は、エンジニアリング作業のアプリケーションに使用される材料です。機械的、物理的、化学的および製造特性に基づいて、用途に応じて材料が選択されます。

材料の機械的特性は、強度（圧縮または引張）、靭性、剛性、弾性、可塑性、延性、脆性、および硬度です。材料の物理的特性は、密度、導電率（熱または電気）、音響（音の透過または吸収）、光学、可燃性です。材料の化学的性質は、組成（酸化物または化合物）、酸性またはアルカリ性、風化腐食です。

材料の製造特性は、鋳造性、被削性評価、加工速度と送り、および寸法目的の形状とサイズです。

必要な機能アプリケーションの材料の選択は、次の要因のいくつかに基づいています。

1. ワークピースまたはコンポーネントが受ける応力。
2. 耐食性。
3. 温度、耐摩耗性、耐引裂性。
4. 柔軟性と剛性。
5. 製造プロセスの容易さ。
6. 製品開発の費用効果。
7. 資料の入手可能性。

エンジニアリング資料の分類：

物質の性質に応じて、材料は次のように分類されます

1. 金属および合金
2. 鉄金属
3. 非鉄金属
4. 非金属
5. セラミック
6. ポリマー
7. コンポジット
8. 半導体
9. 生体材料

1. 金属と合金：

金属材料は金属元素の組み合わせです。

金属の最も顕著な特性は、電子が非局在化されていることです。つまり、原子配列では、外部原子価電子は個々の原子に属しておらず、材料のバルク全体に属しています。非局在化電子は、電荷を自由に運んで電気を伝導します。したがって、それらは電気的および熱的充電に適した導体です。

金属は光沢のある外観をしています。常温では、材料の大部分は固体状態ですが、水銀などの一部の金属は液体状態です。

鉄含有量の存在に基づいて、金属は次のように命名されます

1. 鉄金属
2. 非鉄金属

鉄金属：

鉄金属の主な含有量は鉄と炭素です。鉄金属は磁性を帯びており、湿気にさらされると錆びやすくなります。錬鉄は純度が高いため錆びず、ステンレス鋼はクロムが存在するため錆びません。

例：鉄、鋼など

鉄金属はその磁気特性により、モーターや電気の用途に使用されています。

非鉄金属：

鉄は主要なコンテンツではありません。鉄が存在しないため、これらの金属は錆や腐食に対する耐性が高く、非磁性です。

例：銅、真ちゅう、アルミニウム、タングステン、鉛、亜鉛、金など。

合金：

合金は、2つ以上の金属の組み合わせです。金属結合の性質に基づいて命名されています。鉄金属合金と非鉄金属合金の2種類があります。鋳鉄は、鉄、炭素、シリコンから作られた合金です。真鍮は銅と亜鉛の合金です。

アプリケーション：

1. その靭性と高温での滅菌能力により、金属は針、外科用ブレードとして使用されます。
2. その強度と重量に耐える能力により、鉄や鋼などの金属が建設に使用されています。
3. ジュエリーには、金、銀、プラチナなどの金属が使用されています。
4. 金属は、高温、高圧、作業負荷に耐えることができるため、機械や自動車に使用されています。
5. アルミニウムとチタンは、航空機用合金の軽量カテゴリーで重要な役割を果たします。
6. タングステンは高温用途で使用されます。

2。セラミック：

セラミック製品の製造に使用される粒子または繊維。セラミックは規則的な原子構造と結晶構造を持っています。セラミックは主に酸化物、窒化物、炭化物です。それらは、その絶縁特性のために、絶縁体として使用される非導電性材料です。それらは本質的に非常に硬くて脆いです。

例：アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、ダイヤモンド、レンガなど。

アプリケーション：

1. 圧縮強度のため、建設にはレンガが使用されます
2. 断熱性に優れているため、セラミックタイルはオーブンで使用されます。
3. 一部のセラミックはレーダーを透過し、その他の電磁波はレドームや送信機で使用されます。
4. ガラスセラミックは高温性能を備えているため、光学機器や繊維断熱材に使用されます。
5. ツールの製造には、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素が使用されます。
6. ダイヤモンドは装飾品や切削工具の用途に使用されます。

3。ポリマー：

ポリマーは、骨格原子として炭素の鎖分子構造を持っています。それらは主に丈夫な有機材料でできています。それらは低密度の材料であり、柔軟性もあります。場合によっては、ポリマーは柔軟性がありません。

ポリマーは構造材料として使用されるだけでなく、複合材料のマトリックスの繊維や樹脂としても使用できます。

例：繊維としてのポリエステル、フェノールおよびエポキシドのアスレシン。

エラストマーもポリマーですが、衝撃や振動の吸収などの特定の目的のための特定の設計のために、別々に考慮されます。

天然高分子：

例：羊毛、絹、DNA、セルロース、タンパク質など

合成ポリマー：

1. 熱可塑性プラスチック
2. 熱硬化性プラスチック

例：ナイロン、ポリエチレン、ポリエステル、テフロン、エポキシ、ベークライトなど。

アプリケーション：

1. キャリーバッグの製造にはポリエチレンが使用されています。
2. ポリプロピレンは、哺乳瓶などの耐高温性製品の製造に使用されます。
3. ミネラルウォーターボトルのコンセプトでは、ポリエーテルエーテルケトンとポリエチレンケトンが使用されています。
4. ポリカーボネートは、透明ポリマーのような高性能ポリマーの製造に使用されます
5. ポリアニリンは導電性高分子です。
6. 断熱材の製造に使用されるベークライト。

4。複合：

複合材料とは、物理的および化学的特性が異なる2つ以上の構成材料を組み合わせて、異なる特性の材料を生成することです。

複合材料は、組み合わせが行われるアプリケーション要件に応じて、金属または金属とセラミック、または金属とポリマーの両方にすることができます。

例：木材、コンクリート、ガラス繊維、CFRP（炭素繊維強化プラスチック）、GFRP（ガラス繊維強化プラスチック）など。

アプリケーション：

1. CFRPとGFRPは自動車のボディパーツに使用されています。
2. シャーシにはCRPFとハニカム複合材が使用されています。
3. 一部の燃料タンクはケブラー強化繊維で構成されています。
4. 強化サーモセットは、スプリングおよびバンパーシステムで使用されます。
5. ガラス繊維強化プラスチックは、ボートの船体、釣り竿、テニスラケット、ヘルメット、弓、矢に使用されています。

5。半導体：

半導体は中間導電性材料です。それらの導電率は、金属のように高くはなく、絶縁セラミック材料のように低くなります。これらの材料では、温度が上昇するにつれて抵抗が減少します。

独自の原子構造により、導電率を制御できます。

例：シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、セレンなど。

アプリケーション：

1. ガリウムヒ素は、低ノイズ、高ゲイン、弱信号増幅デバイスで広く使用されています。
2. 半導体デバイスは、その体積の数百倍の真空管の機能を実行できます。

6。生体材料：

生体材料は実行不可能な材料です。例：アルミナ、ジルコニア、チタン、タンタル、ニオブ、カーボンなど。

アプリケーション：

1. 金属は、人間や動物の微量栄養素金属欠乏症を治療するために医学で使用されます。たとえば、鉄はヘモグロビンの一部であり、ある種の貧血を治療するための硫酸第一鉄として使用できる生体分子です。
2. 損傷した組織を修復または交換するための体内のインプラント。

注：

複合材料では、名前自体が複合=>組成として示され、2つ以上の材料の複合です。

半導体では、名前自体が半（半分）および導体（導電性）として示されます

合金と複合材料の違いは、複合材料が他の材料の補強材であるということです。一方、合金は、必要な製品ごとに必要な量の両方または必要な数の材料の組み合わせ（混合物）です。

半導体とバイオ材料はどちらも、必要な場所で金属、セラミック、ポリマーの代替品です。