Materjaliteadus , tahkete materjalide omaduste uurimine ja nende omaduste määramine materjali abil kompositsioon ja struktuur. See kasvas välja tahke oleku ühendist Füüsika , metallurgia ja keemia , kuna materjalide omaduste rikkalikku mitmekesisust ei saa siseruumides mõista Sisu mis tahes ühest klassikast distsipliin . Omades põhiteadmisi omaduste päritolust, saab materjale valida või kujundada tohutult mitmesuguste rakenduste jaoks, alates struktuuriterastest kuni arvuti mikrokiipideni. Materjaliteadus on seetõttu oluline selliste inseneritegevuste jaoks nagu elektroonika, lennundus, telekommunikatsioon, informatsiooni töötlemine , tuumaenergia ja energia muundamine.
Selles artiklis käsitletakse materjaliteaduse teemat viie peamise rakendusvaldkonna kaudu: energeetika, maismaatransport, lennundus, arvutid ja side ning meditsiin. Arutelud keskenduvad iga rakendusvaldkonna põhinõuetele ja erinevate materjalide võimetele nende nõuete täitmiseks.
kuidas valmistati vabadussammas
Paljud materjaliteaduses uuritud ja kasutatud materjalid jagunevad tavaliselt nelja kategooriasse: metallid, polümeerid, pooljuhid ja keraamika. Nende materjalide allikaid, töötlemist ja valmistamist on pikemalt selgitatud mitmes artiklis: metallurgia; elastomeer (looduslik ja sünteetiline kautšuk); plastist; keemiline kiud; tööstuslik klaas ja keraamika. Aatom- ja molekulaarstruktuure käsitletakse keemilistes elementides ja asja . Käesolevas artiklis käsitletud rakendusi kajastatakse laialdaselt 2007 energia muundamine , transport, elektroonika ja meditsiin.
Tööstuslikult arenenud ühiskond kasutab energiat ja materjale suures koguses. Transport, küte ja jahutus, tööstusprotsessid, side - tegelikult kõik tänapäevase elu füüsikalised omadused - sõltuvad energia ja materjalide voogudest ja muundumisest tehnomajandusliku süsteemi kaudu. Need kaks voogu on lahutamatult põimunud ja moodustavad tööstusühiskonna vereringe. Materjaliteaduse suhe energiakasutusse on läbiv ja keeruline. Energiatootmise, jaotamise, muundamise ja kasutamise igal etapil on materjalidel oluline roll ja sageli on vaja materjalide erilisi omadusi. Materjalide omaduste ja struktuuride mõistmise märkimisväärne kasv võimaldab teaduslikul alusel arendada uusi materjale ja ka vanade täiustusi, aidates seeläbi kaasa suuremale materjalile tõhusus ja madalamad kulud.
millised riigid panamakanali ehitasid
Energiamaterjale saab liigitada mitmel viisil. Näiteks võib need jagada passiivseteks või aktiivseteks materjalideks. Need, kes kuuluvad passiivsesse rühma, ei osale tegelikus energia muundamisprotsessis, vaid tegutsevad konteinerite, tööriistade või konstruktsioonidena, nagu reaktorianumad, torujuhtmed, turbiiniterad või naftapuurid. Aktiivsed materjalid on need, mis osalevad otseselt energia muundamises - näiteks päikesepatareid, patareid, katalüsaatorid ja ülijuhtivad magnetid.
Teine võimalus energeetiliste materjalide klassifitseerimiseks on nende kasutamine tavapärastes, täiustatud ja võimalikes tulevastes energiasüsteemides. Tavapärastes energiasüsteemides, nagu fossiilkütused, hüdroelektrijaamad ja tuumareaktorid, on materjaliprobleemid hästi mõistetavad ja tavaliselt seotud struktuuriliste mehaaniliste omaduste või pikaajaliste keemiliste mõjudega nagu korrosioon. Täiustatud energiasüsteemid on väljatöötamise staadiumis ja neid kasutatakse piiratud turgudel. Nende hulka kuuluvad põlevkivi- ja tõrvaliivast pärinev õli, söe gaasistamine ja veeldamine, fotogalvaanika, geotermiline energia ja tuuleenergia . Võimalikud tulevased energiasüsteemid pole veel kaubanduslikult kättesaadavad paigutatud ja vajavad enne nende kasutamist palju rohkem uuringuid. Nende hulka kuuluvad vesinikkütus ja kiirtoidureaktorid, biomassi muundamine ja ülijuhtivad magnetid elektrienergia salvestamiseks.
Energiamaterjalide klassifitseerimine passiivseteks või aktiivseteks või tavapäraste, arenenud või tulevaste energiasüsteemidega on kasulik, sest see annab ülevaate seotud materjalide nõuete olemusest ja kiireloomulisuse astmest. Aga kõige rohkem valgustav raamistik energia ja materjalide suhte mõistmiseks on materjalide omadustes, mis on olulised mitmesuguste energiarakenduste jaoks. Selle laiuse ja mitmekesisuse tõttu näitavad sellist raamistikku kõige paremini näited. Näiteks nafta rafineerimisel peavad reaktsioonianumatel olema teatud mehaanilised ja termilised omadused, kuid kriitiline protsess on katalüüs.
Copyright © Kõik Õigused Kaitstud | asayamind.com