Materijal

Materijali su čvrste materije od kojih su izrađeni razni proizvodi. Razumevanje načina ponašanja materija pod datim uslovima, te zašto imaju međusobno različita svojstva, moguće je samo uz pomoć razumevanja atomske građe materije i prihvatanja kvantne mehanike, koja je definisala atome i čvrsta tela početkom tridesetih godina 20. veka. Te su spoznaje omogućile odgovore na mnoga pitanja, pa i ona kako se mogu promeniti svojstva materijala, kako se mogu dobili bolji i jeftiniji proizvodi, ili kako se novouočena svojstva materijala mogu korisno upotrebiti, tj. pronaći nova područja primene.

Materijali se mogu podeliti prema poreklu, vrsti, građi, svojstvima, primeni itd.

Podela materijala prema poreklu

Prema poreklu materijali se mogu podeliti na:

• Prirodni materijali:

• metal,
• kamen,
• glina,
• drvo,
• vuna,
• svila,
• koža,
• krzno,
• pamuk, itd.

• Veštački ili sintetički materijali:

• legura metala,
• polimer,
• poluprovodnik,
• superprovodnik,
• tehnička keramika,
• kompozit itd.

Metali i legure

Metalni materijali i legure su neorganske materije sastavljene od atoma hemijskih elemenata po karakteru metala povezanih međusobno metalnom vezom. Većina hemijskih elemenata u periodnom sistemu su metali. Primer legura su mesing (legura bakra i cinka) i čelik (legura željeza i ugljenika). Najviše ima legura kojima je osnovni element gvožđe.

Osnovna svojstva metala su:

• kristalna struktura,
• dobra električna i toplotna provodljivost,
• čvrstoća i žilavost,
• metalni sjaj.

Polimeri

Polimeri su veliki molekuli sastavljeni od delova koji se ponavljaju (monomera) povezanih u dugačke lance. Iako se pojam polimer često koristi kao sinonim za plastiku, u polimere se u hemiji ubraja veliki broj prirodnih i veštačkih materijala s različitim svojstvima i namenama. Najčešće se sastoje iz lanaca atoma ugljika, na kojima su vezani atomi vodonika, kiseonika, azota, sumpora, hlora, itd.

Svojstva polimera su:

• struktura velikog molekula (makromolekula); lanci uglavnom u nesređenom poretku,
• slaba električna provodnost (tipični su izolatori),
• slaba toplotna provodnost,
• mehanička svojstva su im različita i zavise od hemijskog sastava i strukture,
• neotporni su na visokim temperaturama,
• uglavnom su otporni na uticaj različitih hemikalija.

Keramički materijali

Keramički materijali su neorganski materijali kristalne građe (stakla su amorfne građe), sastavljeni od atoma metalnih i nemetalnih hemijskih elemenata, koji su međusobno spojeni uglavnom hemijskim vezama (kovalentnim i/ili jonskim vezama). Osnovne karakteristike tih materijala su:

• kristalna ili amorfna (staklasta) građa,
• tvrdi su i krti,
• slabo provode toplotu,
• uglavnom su izolatori,
• imaju dobra mehanička svojstva na visokoj temperaturi.

Kompozitni materijali

Kompoziti su materijali sastavljeni iz drugih, već gotovih materijala, uglavnom kao njihova mešavina, kako bi zajedno imali nova svojstva, tj. ona svojstva koja svaki materijal sam ne bi imao. Sastavljeni su iz najmanje dva materijala (komponente), jedna je komponenta osnovni materijal, a druga je komponenta materijal za očvršćivanje (npr. vlakna ili čestice).

Poluprovodnici

Poluprovodnik (engl. semiconductor) je materijal koji ima električnu provodljivost u rasponu između izolatora i provodnika. Poluprovodnik postaje izolator na vrlo niskim temperaturama, a na sobnoj temperaturi postaje električno provodan, iako je ta provodnost znatno manja nego što je provodnost punog provodnika. Najčešće korišteni poluprovodnički materijali su silicijum, germanijum, galijum arsenid i indijum fosfid.

Biomaterijali

Biomaterijali se primenjuju u komponentama koje se ugrađuju u ljudsko telo, zbog zamene ozleđenog ili bolesnog dela tela (npr. veštački kuk). Sve navedene vrste materijala: metali, keramike, polimeri, kompoziti i poluprovodnici mogu se koristiti kao biomaterijali. Ti materijali moraju biti netoksični, ne smeju da korodiraju, niti na drugi način da reaguju s okolnim tkivom.

• Elektrotehnički materijali

Spoljašnje veze

 

Materials на Викимедијиној остави.

• Composites Design and Manufacturing HUB
• OptiDAT composite material database Архивирано на сајту Wayback Machine (4. новембар 2013)
• Visionlearning Module on Matter
• Matter in the universe How much Matter is in the Universe?
• Matter and Energy: A False Dichotomy