Znanost o materijalima , proučavanje svojstava čvrstih materijala i kako ta svojstva određuje materijal sastav i strukturu. Izrasla je iz amalgama čvrstog stanja fizika , metalurgija i kemija , budući da se bogata raznolikost svojstava materijala ne može razumjeti unutar kontekst bilo koje pojedine klasike disciplina . Uz osnovno razumijevanje podrijetla svojstava, materijali se mogu odabrati ili dizajnirati za najrazličitije primjene, od strukturnih čelika do računalnih mikročipova. Znanost o materijalima stoga je važna za inženjerske djelatnosti poput elektronike, zrakoplovstva, telekomunikacija, obrada informacija , nuklearna energija i pretvorba energije.
Ovaj članak predmetu znanosti o materijalima pristupa kroz pet glavnih područja primjene: energija, kopneni prijevoz, zrakoplovna industrija, računala i komunikacije te medicina. Rasprave su usredotočene na temeljne zahtjeve svakog područja primjene i na sposobnosti različitih materijala da udovolje tim zahtjevima.
koji je zakon očuvanja energije?
Mnogi materijali koji se proučavaju i primjenjuju u znanosti o materijalima obično se dijele u četiri kategorije: metali, polimeri, poluvodiči i keramika. Izvori, obrada i izrada tih materijala opširno su objašnjeni u nekoliko članaka: metalurgija; elastomer (prirodna i sintetička guma); plastika; umjetna vlakna; te industrijsko staklo i keramika. O atomskim i molekularnim strukturama raspravlja se u kemijskim elementima i materija . Prijave obuhvaćene ovim člankom široko pokrivaju pretvorba energije , prijevoz, elektronika , i lijek.
Industrijski napredno društvo koristi energiju i materijale u velikim količinama. Prijevoz, grijanje i hlađenje, industrijski procesi, komunikacije - zapravo sve fizičke karakteristike suvremenog života - ovise o protoku i transformaciji energije i materijala kroz tehno-ekonomski sustav. Ta su se dva toka nerazdvojno ispreplela i tvore životnu snagu industrijskog društva. Odnos znanosti o materijalima prema potrošnji energije je prožimajući i složen. U svakoj fazi proizvodnje, distribucije, pretvorbe i korištenja energije materijali igraju bitnu ulogu i često su potrebna posebna svojstva materijala. Izniman rast u razumijevanju svojstava i struktura materijala omogućuje razvoj novih materijala, kao i poboljšanja starih, na znanstvenoj osnovi, što doprinosi većoj učinkovitost i niži troškovi.
odakle je lansiran Apollo 13
Energetski materijali mogu se klasificirati na razne načine. Na primjer, mogu se podijeliti na pasivne ili aktivne materijale. Oni iz pasivne skupine ne sudjeluju u stvarnom procesu pretvorbe energije, već djeluju kao spremnici, alati ili strukture kao što su reaktorske posude, cjevovodi, lopatice turbina ili bušilice za ulje. Aktivni materijali su oni koji izravno sudjeluju u pretvorbi energije - poput solarnih ćelija, baterija, katalizatori i superprovodljivi magneti.
Drugi način klasifikacije energetskih materijala je njihova upotreba u konvencionalnim, naprednim i mogućim budućim energetskim sustavima. U konvencionalnim energetskim sustavima kao što su fosilna goriva, hidroelektrična energija i nuklearni reaktori, problemi s materijalima dobro se razumiju i obično su povezani sa strukturnim mehaničkim svojstvima ili dugotrajnim kemijskim učincima kao što je korozija. Napredni energetski sustavi su u fazi razvoja i u stvarnoj su upotrebi na ograničenim tržištima. To uključuje ulje iz škriljevca i katranskog pijeska, uplinjavanje i ukapljivanje ugljena, fotonaponski sustavi, geotermalna energija , i snaga vjetra . Mogući energetski sustavi u budućnosti još nisu komercijalni raspoređeni u bilo kojoj značajnoj mjeri i zahtijevaju mnogo više istraživanja prije nego što se mogu upotrijebiti. To uključuje vodikovo gorivo i reaktore za brzo uzgajanje, pretvorbu biomase i superprovodne magnete za pohranu električne energije.
Razvrstavanje energetskih materijala kao pasivnih ili aktivnih ili u odnosu na konvencionalne, napredne ili buduće energetske sustave korisno je jer pruža sliku prirode i stupnja hitnosti povezanih zahtjeva za materijalima. Ali najviše osvjetljavajući Okvir za razumijevanje odnosa energije prema materijalima je u svojstvima materijala koja su bitna za različite energetske primjene. Zbog svoje širine i raznolikosti takav okvir najbolje pokazuju primjeri. Na primjer, u rafiniranju nafte, reakcijske posude moraju imati određena mehanička i toplinska svojstva, ali je kataliza presudan postupak.
Copyright © Sva Prava Pridržana | asayamind.com