엔지니어링 재료의 분류

물질은 어떤 것을 만드는 데 사용되는 물질일 뿐입니다. 엔지니어링 자재는 엔지니어링 작업의 응용에 사용되는 자재입니다. 기계적, 물리적, 화학적 및 제조 속성에 따라 재료는 응용 프로그램에 따라 선택됩니다.

재료의 기계적 특성은 강도(압축 또는 인장), 인성, 강성, 탄성, 가소성, 연성, 취성 및 경도입니다. 재료의 물리적 특성은 밀도, 전도도(열 또는 전기), 음향(음 전달 또는 흡수), 광학, 가연성입니다. 재료의 화학적 성질은 조성(산화물 또는 화합물), 산성 또는 알칼리성, 풍화 부식입니다.

재료의 제조 특성은 주조성, 가공성 등급, 가공 속도 및 이송, 목적 형상 및 크기를 위한 것입니다.

필요한 작동 응용 프로그램에 대한 재료 선택은 다음 요소 중 일부를 기반으로 합니다.

1. 작업물 또는 구성요소가 받게 될 응력
2. 내식성.
3. 온도, 내마모성.
4. 유연성과 견고함
5. 제조 과정의 용이함.
6. 제품 개발을 위한 비용 효율성
7. 자료의 가용성.

엔지니어링 재료의 분류:

물질의 성질에 따라재료는 다음과 같이 분류됩니다.

1. 금속모래 합금
2. 철금속
3. 비철금속
4. 비금속
5. 도자기
6. 폴리머
7. 합성물
8. 반도체
9. 생체재료

1.금속 및 합금:

Metallicmaterials는 금속 요소의 조합입니다.

금속의 가장 두드러진 특성은 전자가 편재되지 않는다는 것입니다. 즉, 원자 배열에서 외부 원자가 전자는 개별 원자에 속하지 않고 전체 물질에 속합니다. 편재되지 않은 전자는 전하를 자유롭게 운반하여 전기를 전도합니다. 따라서 전기 및 열 전하를 위한 좋은 전도체입니다.

금속은 광택이 있는 외관을 가지고 있습니다. 상온에서 대부분의 물질은 고체 상태이지만 수은과 같은 일부 금속은 액체 상태입니다.

철 함량의 존재에 따라 금속은 다음과 같이 명명됩니다.

1. 철금속
2. 비철금속

철금속:

철 금속의 주요 함량은 철과 탄소입니다. 철 금속은 자성이 있어 습기에 노출되면 녹에 취약합니다. 연철은 순도 때문에 녹이 슬지 않으며, 스테인리스 스틸은 크롬이 함유되어 있기 때문에 녹슬지 않습니다.

예:철, 강철 등

철 금속은 자기 특성으로 인해 모터 및 전기 애플리케이션에 사용됩니다.

비철금속:

철분은 주요 성분이 아닙니다. 철이 없기 때문에 이 금속은 녹과 부식에 대한 저항성이 높으며 비자성입니다.

예:구리, 황동, 알루미늄, 텅스텐, 납, 아연, 금 등.

합금:

합금은 둘 이상의 금속의 조합입니다. 금속성 결합 특성에 따라 명명되었습니다. 그것은 두 가지 유형의 철 금속 합금과 비철 금속 합금입니다. 주철은 철, 탄소 및 규소로 만든 합금입니다. 황동은 구리와 아연의 합금입니다.

신청:

1. 인성과 고온 살균 능력으로 인해 금속은 바늘, 수술용 칼날로 사용됩니다.
2. 강도와 중량물을 견딜 수 있는 능력으로 인해 철과 강철과 같은 금속이 건설에 사용됩니다.
3. 금, 은, 백금 등과 같은 금속은 보석에 사용됩니다.
4. 금속은 고온, 고압 및 작업 부하를 견딜 수 있어 기계 및 자동차에 사용됩니다.
5. 알루미늄과 티타늄은 항공기 합금의 경량 범주에서 중요한 역할을 합니다.
6. 텅스텐은 고온 응용 분야에 사용됩니다.

2. 세라믹:

세라믹 제품을 만드는 데 사용되는 입자 또는 섬유질. 세라믹은 규칙적인 원자 구조와 결정 구조를 가지고 있습니다. 세라믹은 주로 산화물, 질화물 및 탄화물입니다. 그들은 절연 특성으로 인해 절연체로 사용되는 비전도성 재료입니다. 그들은 본질적으로 매우 단단하고 부서지기 쉽습니다.

예:알루미나, 실리카, 탄화규소, 다이아몬드, 벽돌 등

신청:

1. 압축 강도 때문에 벽돌은 건축에 사용됩니다.
2. 도자기 타일은 단열성이 좋기 때문에 오븐에 사용됩니다.
3. 일부 세라믹은 레이더에 투명하고 다른 전자기파는 레이돔과 송신기에 사용됩니다.
4. 유리 세라믹은 고온 특성이 있어 광학 장비 및 섬유 단열재로 사용됩니다.
5. 알루미나, 실리카, 탄화규소는 도구를 만드는 데 사용됩니다.
6. 다이아몬드는 장식품 및 절단 도구 응용 분야에 사용됩니다.

3. 폴리머:

고분자는 탄소의 사슬 분자 구조를 골격 원자로 가지고 있습니다. 그들은 주로 거친 유기 물질로 구성됩니다. 밀도가 낮고 유연합니다. 어떤 경우에는 폴리머가 유연하지 않습니다.

폴리머는 구조 재료로 사용될 뿐만 아니라 복합 재료의 매트릭스에서 섬유 및 수지로 사용할 수 있습니다.

예:섬유로 사용되는 폴리에스터, 페놀 및 에폭사이드를 수지로 사용

엘라스토머도 폴리머이지만 충격 및 진동 흡수와 같은 특정 목적을 위한 특수 설계로 인해 별도로 고려됩니다.

천연 고분자 :

예:양모, 실크, DNA, 셀룰로오스, 단백질 등

합성 폴리머:

1. 열가소성 플라스틱
2. 열경화성 플라스틱

예:나일론, 폴리에틸렌, 폴리에스터, 테프론, 에폭시, 베이클라이트 등

신청:

1. 폴리에틸렌은 휴대용 가방을 만드는 데 사용됩니다.
2. 폴리프로필렌은 젖병과 같은 고온 내성 제품을 만드는 데 사용됩니다.
3. 폴리에테르 에테르 케톤과 폴리에틸렌 케톤은 미네랄 워터 병 개념에 사용됩니다.
4. 폴리카보네이트는 투명 폴리머와 같은 고성능 폴리머를 만드는 데 사용됩니다.
5. 폴리아닐린은 전도성 고분자입니다.
6. 단열재를 만드는 데 사용되는 베이클라이트.

4. 합성:

복합 재료는 다른 특성 재료를 생성하기 위해 서로 다른 물리적 및 화학적 특성을 가진 두 개 이상의 구성 재료의 구성입니다.

복합 재료는 응용 요구 사항에 따라 금속 또는 금속과 세라믹 또는 금속과 폴리머가 될 수 있습니다.

예 :목재, 콘크리트, 유리섬유, CFRP(탄소섬유강화플라스틱), GFRP(유리섬유강화플라스틱) 등

신청:

1. CFRP와 GFRP는 자동차 차체 부품에 사용됩니다.
2. 샤시에는 CRPF와 허니컴 합성물이 사용됩니다.
3. 일부 연료 탱크는 케블라 강화 섬유로 구성되어 있습니다.
4. 강화 열경화성 수지가 스프링 및 범퍼 시스템에 사용됩니다.
5. 유리 섬유 강화 플라스틱은 보트 선체, 낚싯대, 테니스 라켓, 헬멧, 활 및 화살에 사용되었습니다.

5. 반도체:

반도체는 중간 전도성 물질입니다. 그들의 전도성은 금속처럼 높지 않고 절연 세라믹 재료처럼 낮습니다. 이러한 재료에서 저항은 온도가 증가함에 따라 감소합니다.

독특한 원자 구조로 전도도를 제어할 수 있습니다.

예:실리콘, 게르마늄, 갈륨 비소, 셀레늄 등

신청:

1. 갈륨 비소는 저잡음, 고이득 및 약한 신호 증폭 장치에 널리 사용됩니다.
2. 반도체 장치는 부피가 수백 배인 진공관의 기능을 수행할 수 있습니다.

6. 바이오 자료:

바이오 물질은 생존할 수 없는 물질입니다. 예:알루미나, 지르코니아, 티타늄, 탄탈륨, 니오븀, 탄소 등

신청:

1. 금속은 인간과 동물의 미량 영양소 금속 결핍 질환을 치료하기 위해 의학에서 사용됩니다. 예를 들어 철은 일부 형태의 빈혈을 치료하기 위해 황산제일철로 사용될 수 있는 생체 분자인 헤모글로빈의 일부입니다.
2. 손상된 조직을 복구하거나 교체하기 위한 체내 임플란트

참고:

합성 재료에서 이름 자체는 합성=> 합성으로 표시되며, 이는 둘 이상의 재료의 합성입니다.

반도체에서 이름 자체는 반(반) 및 도체(전도)로 표시됩니다.

합금과 복합재의 차이점은 복합재가 다른 재료의 보강재라는 것입니다. 반면 합금은 필요한 제품에 따라 필요한 양의 재료 또는 필요한 수의 재료의 조합(혼합물)입니다.

반도체와 바이오 소재는 모두 금속, 세라믹, 폴리머 등의 대체재가 필요한 곳에서 사용되고 있습니다.