재료 분류 – 정의가 포함된 전체 개요

이 기사에서는 재료 분류에 대해 논의할 것입니다. 공학에서. 우리가 사용하는 것은 무엇이든 몇 가지 재료로 만들어집니다. 특정 속성을 기반으로 함께 그룹화됩니다. 분류를 명확히 이해합시다.

재료 분류

고체 재료는 세 가지 기본 분류로 편리하게 그룹화되었습니다. 금속 , 도자기 및 폴리머 . 이 체계는 주로 화학적 구성과 원자 구조를 기반으로 하며, 일부 중간체가 있기는 하지만 대부분의 재료는 하나의 별개의 그룹 또는 다른 그룹에 속합니다.

또한 복합재라는 중요한 엔지니어링 재료의 세 가지 다른 그룹이 있습니다. , 반도체 , 및 생체 재료 .

복합 재료는 두 가지 이상의 다른 재료의 조합으로 구성되는 반면,
반도체는 특이한 전기적 특성 때문에 사용됩니다. 생체 재료는 인체에 ​​이식됩니다. 재료의 종류와 대표적인 특성에 대한 간략한 설명은 다음과 같다.

설명이 있는 자료 분류

1. 금속

금속 재료는 일반적으로 금속 요소의 조합입니다. 그들은 많은 수의 비국소 전자를 가지고 있습니다. 즉, 이러한 전자는 특정 원자에 결합되어 있지 않습니다. 금속의 많은 특성은 이러한 전자에 직접 기인합니다. 금속은 전기와 열의 매우 우수한 전도체이며 가시광선에 투명하지 않습니다. 광택이 나는 금속 표면은 광택이 있습니다. 또한 금속은 매우 강하면서도 변형이 가능하기 때문에 구조용으로 광범위하게 사용됩니다.

2. 도자기

세라믹은 금속과 비금속 원소 사이의 화합물입니다. 그들은 가장 자주 산화물, 질화물 및 탄화물입니다. 이 분류에 속하는 광범위한 재료에는 점토 광물, 시멘트 및 유리로 구성된 세라믹이 포함됩니다. 이러한 재료는 일반적으로 전기와 열의 통과에 대해 절연성이 있으며 금속 및 폴리머보다 고온 및 가혹한 환경에 더 잘 견딥니다. 기계적 거동과 관련하여 세라믹은 단단하지만 매우 부서지기 쉽습니다.

3. 폴리머

재료의 또 다른 분류는 폴리머입니다. 폴리머에는 친숙한 플라스틱 및 고무 소재가 포함됩니다. 그들 중 다수는 탄소, 수소 및 기타 비금속 원소를 기반으로 하는 화학적으로 유기 화합물입니다. 또한, 그들은 매우 큰 분자 구조를 가지고 있습니다. 이러한 재료는 일반적으로 밀도가 낮고 매우 유연할 수 있습니다.

4. 합성물

하나 이상의 재료 유형으로 구성된 여러 복합 재료가 설계되었습니다. 유리 섬유는 유리 섬유가 고분자 재료에 내장된 친숙한 예입니다. 복합재는 각 구성 재료의 최상의 특성을 조합하여 표시하도록 설계되었습니다. 유리 섬유는 유리에서 강도를 얻고 폴리머에서 유연성을 얻습니다. 최근 재료 개발의 대부분은 복합 재료와 관련되어 있습니다.

5. 반도체

반도체는 전기 전도체와 절연체의 중간에 있는 전기적 특성을 가지고 있습니다. 또한, 이러한 물질의 전기적 특성은 매우 작은 공간 영역에서 농도를 제어할 수 있는 미세한 농도의 불순물 원자의 존재에 매우 민감합니다. 반도체는 지난 20년 동안 (우리의 삶은 말할 것도 없고) 전자 및 컴퓨터 산업에 완전히 혁명을 일으킨 집적 회로의 출현을 가능하게 했습니다.

6. 생체 재료

생체 재료는 질병에 걸리거나 손상된 신체 부위를 대체하기 위해 인체에 이식되는 구성 요소에 사용됩니다. 이러한 재료는 다음을 생성해서는 안 됩니다.
독성 물질이며 신체 조직과 양립할 수 있어야 합니다(즉,
불리한 생물학적 반응). 위의 모든 재료(금속, 세라믹, 고분자, 복합재, 반도체)는 생체 재료로 사용될 수 있습니다.

향후 자료

이는 과학과 기술이 지속적으로 발전함에 따라 엔지니어링 재료 분류에 추가된 것입니다.

스마트(또는 지능) 재료는 현재 생성되고 있고 우리 기술의 많은 부분에 큰 영향을 미칠 첨단 재료의 한 종류입니다. "스마트"라는 단어는 이러한 물질이 주변 환경의 변화를 감지하고 이러한 변화에 사전 설정된 방식으로 대응할 수 있음을 암시합니다. 이러한 변화는 생물에서도 나타나는 특성입니다. 또한 "스마트" 개념은 스마트 재료와 기존 재료를 결합한 보다 복잡한 시스템에 사용되고 있습니다.

일부 유형의 센서(입력 신호 감지)와 액추에이터는 스마트 재료(또는 시스템)의 구성요소(반응 및 적응 기능을 수행함)입니다.

온도, 전기장 및/또는 자기장의 변화에 ​​반응하여 액추에이터에 모양, 위치, 고유 진동수 또는 기계적 특징을 변경하도록 요청할 수 있습니다. 형상기억합금, 압전 세라믹, 자기변형 재료, 전기유변/자기유변 유체는 액추에이터에 가장 널리 사용되는 재료입니다.

형상기억합금은 온도가 변하면 변형 후 원래의 모양으로 되돌아가는 금속입니다. 압전 세라믹은 인가된 전기장(또는 전압)에 따라 팽창 및 수축합니다. 치수가 변경되면 전기장도 생성됩니다.

결론

이것들은 우리가 일상 생활에서 발견하고 사용하는 유형의 재료입니다. 이러한 재료 분류를 기반으로 합니다. 연구자들이 질적 향상을 위해 노력하거나 보다 편리하게 연구하는 데 도움이 됩니다.