Știința și ingineria materialelor

Curs I

Introducere in stiinta materialelor

Inca de acum 3 milioane de ani, din Paleolitic( grecul, paleos- vechi si lichios- de piatra).De cand omenirea a inceput sa foloseasca unelte din piatra cioplita.

Materialele nemetalice sau diversificat si sau dezvoltat continu astfel incat astazi asistam la o adevarata explozie a descoperirilor de noi materiale nemetalice care sa satisfaca exigentele tot mai ridicate ale industriei.

Pe alta parte in prezent otelul este principalul material utilizat , deci omenirea traieste inca in epoca fierului care a inceput in perioada 1400-1200 inaintea erei noastre, care a aparut dupa epoca bronzului, despre care sunt dovezi din anul 3800 inaintea erei noastre.

Se poate afirma ca de aproximativ 6 milenii omul se ocupa cu producerea si utilizarea concomitent atat a materialelor metalice si nemetalice.

Cand se proiecteaza un nou produs, specialistii sunt interesati in producerea componentelor, cu forme adecvate si propietatii care sa le permita indeplinirea solului functional, de-a lungul perioadei de viata planificata.

Termenul de propietate are un sens diferit pentru fiecare ramura a ingineriei astfel:

- Inginerul mecanic este preocupat de rezistenta, duritatea, maleabilitatea, si permeabilitatea metalelor.

: de ex consideram ca acestea sunt cele mai importante caractere ale metalelor

- Inginerul electronist este interesat de conductibilitatea electrica, permeabilitatea magnetica sau alte caracterististici electromagnetice,ale metalelor considerate pe acestea cele mai importante

- Inginerul chimist si cel din domeniul ingineriei mediului sunt preocupatii de alte caracteristici specifice, alte materiale precum forta electromotoare, rezultata la oxidare, reactii chimice etc.

Pornind de la aceste considerente nu este corect sa fie evidentiate si studiate , unelte din propietatii specifice materile, ca fiind mai importante decat altele fara a asocia domeniul specific de utilizare a acestora.

O problema de o importanta deosebita este alegerea optima, a materialelor, conform principiului obtinut maxim de performante tehnice cu minim de cheltuieli , din acest motiv este necesara a buna cunoastere a propietatiilor, straturile componentilor chimici, sa relatiei dintre acestia.

Def: Stiinta materialelor- poate fii definita ca ramura a stiintei tehnice, care studiaza raportul dintre componenta chimica structurala si propietatile materialelor utilizate in diverse ramuri industriale.

In ingineria mediului, important pentru intelegerea corecta a desfasurari proceselor industriale , sunt atata materialele anorganice, cat si cele organice.

O prima clasificare a meteriei anorganice cuprinde componente metalice si nemetalice.

Materialele metalice cuprind totalitatea componentilor metalici, utilizati in forma pura ( singulara) sau in amestec cu alte metale ( aliaje) importante pentru domeniul ingineriei mediului sunt:

- Fe si aliajele sale

- Al si aliajele sale

- Cu si aliajele sale

Materialele nemetalice cuprind materiale:

- oxidice - materiale ceramice - sticlele

- materiale abrazive - lianti

-materiale refractoare

- -polimerice- masa plastice , adezive, cauciucuri

O categorie speciala de materiale o formeaza materialele composite care pot contine fie numai material nemetalice, fie numai materiale metalice sau mixte.

In aceasta ultima categorie poate fi inclus si lemnul ca meterial compozit cu fibre.

Curs II

Materiale metalice. Introducere

Metalele sunt elemente chimice cu luciul caracteristic, opace, maleabile, bune conductoare de caldura si electricitate

O problema remarcabila- cresterea rezistivitatii electrice cu temperatura, aceste propietati ale materialelor metalice sunt confierite de:

- legtura dintre atomi ( leg metalica)

- structuri policristalina

Legatura metalica

Prin diferite metode fizice sa constatat ca metalele au o structura cristalina.

Majoritatea metalelor cristalizeaza astfel incat.

• Fiecare atom sa fie inconjurat de nr maxim de atom pe care il permite geometria cristalului

• Intreg ansamblul a cristalului ocupa cel mai mic volum posibil

Astfel in cristalul compact de circa 50 metale, fiecare atom este inconjurat in imediata vecinatate de alti 12 atomi.