Știința materialelor

Material - substanta sau amestecuri de substante destinate unui anumit scop practic.

Preocuparile stiintifice si tehnologice care stau la baza stiintei materialelor se refera la:

- obtinere

- prelucrare

- încercare

- modificare

- utilizare

Industria contemporana de vârf:

- tehnica nucleara

- industria semiconductorilor

- industria spatiala

- informatizarea

- transporturi si telecomunicatii

- surse noi de energie

- tehnica laser etc.

necesitÎ noi tipuri de materiale.

Noile tehnologii necesita obtinerea unor noi materiale predestinate acestor tehnologi si specializari, fiind necesara de la început proiectarea:

- compozitiei

- structurii

- proprietatilor.

Se cauta astfel materiale cu proprietati mereu mai pretentioase, cu caracteristici exceptionale, respectiv materiale:

- supradure

- inerte din punct de vedere chimic

- rezistente la solicitari mecanice deosebite

- rezistente la presiuni ridicate sau vid înaintat

- suprarefractare

- stabile structural în câmpuri de radiatii

- supraconductoare

- semiconductoare

- superizolatoare

- active din punct de vedere laser

- cu capacitate de absorbtie si emisie etc.

Creearea unor materiale cu proprietati predeterminate reprezinta unul din obiectivele majore ale revolutiei tehnico-stiintifice actuale.

Materialele se pot clasifica în general în:

- materiale metalice: metale si aliaje

- materiale plastice

- materiale oxidice – silicatice.

I. Materiale metalice

a. Metale - elemente chimice cu urmatoarele caracteristici:

- electropozitive

- solide la temperatura normala (exceptie Hg)

- structura cristalina

- legatura metalica între atomi

- proprietati caracteristice:

- luciu metalic

- opacitate

- conductibilitate termica si electrica mare

- ductibilitate

- maleabilitate

Nemetalele (metaloizii), spre deosbire de metale, sunt elemente electronegative, având tendinta de a forma ioni negativi si oxizi cu caracter acid.

b. Aliaje Aliajele sunt materiale metalice omogene sau eterogene formate din doua sau mai multe elemente chimice în care componentul de baza, cantitativ predominant, este întotdeauna un metal, iar celalalt (ceilalti) în proportie mai redusa poate fi un metal sau un nemetal.

1.1. Metale

1.1.2. Clasificarea metalelor

Criterii care stau la baza clasificarii metalelor:

- completarea cu electroni a straturilor electronice

- modul de cristalizare

- potentialele de oxidare standard

- industrial

- importanta economica etc.

a. Criteriul completarii cu electroni a straturilor electronice si în particular a ocuparii orbitalilor cu electronul distinctiv, metalele se diferentiaza în:

1a. elemente din grupele principale ale sistemului periodic, respectiv metalele reprezentative

1b. elemente tranzitionale (de tip d),

1c. lantanidele si actinide (metale tranzitionale de tip f)

1a. În aceasta grupa electronul distinctiv se gaseste în orbitalii s sau p ai stratului exterior. Din aceasta categorie fac parte elementele din:

- grupa I-a principala - metalele alcaline

- grupa II-a principala - metalele alcalino-teroase (pamântoase)

- grupa III-a principala -metalele pamântoase (Al, Ga).

1b. Atomii elementelor tranzitionale contin electronul distinctiv în orbitalii d ai stratului penultim. Elementele tranzitionale sunt dispuse în sistemul periodic în perioadele 4, 5, 6, 7 în 10 subgrupe sau grupe b. Metalele tranzitionale (de tip d) au toate proprietatile generale caracteristice metalelor, dar datorita naturii particulare a electronilor prezinta si alte proprietati care nu se întâlnesc la metalele reprezentative, actinide si lantanide.