Inżynieria materiałowa , badanie właściwości materiałów stałych i sposobu, w jaki te właściwości są określane przez materiał kompozycja i struktura. Wyrósł z amalgamatu półprzewodnikowego fizyka , metalurgia i chemia , ponieważ bogatej różnorodności właściwości materiałów nie można zrozumieć w ramach kontekst dowolnego klasycznego dyscyplina . Dzięki podstawowej wiedzy o pochodzeniu właściwości, materiały mogą być wybierane lub projektowane pod kątem ogromnej różnorodności zastosowań, od stali konstrukcyjnych po mikroprocesory komputerowe. Nauka o materiałach jest zatem ważna w działalności inżynierskiej, takiej jak elektronika, lotnictwo, telekomunikacja, przetwarzanie informacji , energia jądrowa i konwersja energii.
W tym artykule podchodzimy do tematu materiałoznawstwa w pięciu głównych obszarach zastosowań: energia, transport naziemny, lotnictwo, komputery i komunikacja oraz medycyna. Dyskusje skupiają się na podstawowych wymaganiach każdego obszaru zastosowania oraz na zdolnościach różnych materiałów do spełnienia tych wymagań.
jakie są dwa miasta w powieści Charlesa Dickensa „Opowieść o dwóch miastach”?
Wiele materiałów badanych i stosowanych w materiałoznawstwie zazwyczaj dzieli się na cztery kategorie: metale, polimery, półprzewodniki i ceramika. Źródła, przetwarzanie i wytwarzanie tych materiałów są szczegółowo wyjaśnione w kilku artykułach: metalurgia; elastomer (kauczuk naturalny i syntetyczny); Plastikowy ; włókno sztuczne ; oraz szkło przemysłowe i ceramika . Struktury atomowe i molekularne są omawiane w pierwiastkach chemicznych i materia . Aplikacje omówione w tym artykule są szeroko omówione w: konwersja energii , transport, elektronika i medycyna .
Społeczeństwo zaawansowane przemysłowo zużywa duże ilości energii i materiałów. Transport, ogrzewanie i chłodzenie, procesy przemysłowe, komunikacja — w rzeczywistości wszystkie fizyczne cechy współczesnego życia — zależą od przepływu i transformacji energii i materiałów w systemie techniczno-ekonomicznym. Te dwa strumienie są ze sobą nierozerwalnie związane i tworzą siłę napędową społeczeństwa przemysłowego. Związek materiałoznawstwa ze zużyciem energii to rozpowszechniony i złożone. Na każdym etapie produkcji, dystrybucji, konwersji i utylizacji energii materiały odgrywają istotną rolę i często potrzebne są specjalne właściwości materiałów. Niezwykły wzrost zrozumienia właściwości i struktury materiałów umożliwia naukowe opracowywanie nowych materiałów, a także ulepszeń starych, przyczyniając się w ten sposób do lepszego wydajność i niższe koszty.
kiedy zaczął się ruch Black Lives Matter?
Materiały energetyczne można klasyfikować na różne sposoby. Na przykład można je podzielić na materiały pasywne lub aktywne. Osoby należące do grupy pasywnej nie biorą udziału w rzeczywistym procesie konwersji energii, ale działają jako pojemniki, narzędzia lub konstrukcje, takie jak zbiorniki reaktora, rurociągi, łopatki turbin lub wiertnice naftowe. Materiały aktywne to te, które biorą bezpośredni udział w konwersji energii – takie jak ogniwa słoneczne, baterie, katalizatory , oraz magnesy nadprzewodzące.
Innym sposobem klasyfikacji materiałów energetycznych jest ich zastosowanie w konwencjonalnych, zaawansowanych i możliwych przyszłych systemach energetycznych. W konwencjonalnych systemach energetycznych, takich jak paliwa kopalne, elektrownie wodne i reaktory jądrowe, problemy materiałowe są dobrze poznane i są zwykle związane ze strukturalnymi właściwościami mechanicznymi lub długotrwałymi skutkami chemicznymi, takimi jak korozja. Zaawansowane systemy energetyczne są w fazie rozwoju i są faktycznie stosowane na ograniczonych rynkach. Należą do nich ropa z piasków łupkowych i bitumicznych, zgazowanie i upłynnienie węgla, fotowoltaika, energia geotermalna , i moc wiatru . Możliwe przyszłe systemy energetyczne nie są jeszcze komercyjne rozmieszczony w jakimkolwiek znaczącym zakresie i wymagają znacznie więcej badań, zanim będą mogły zostać wykorzystane. Obejmują one reaktory na paliwo wodorowe i reaktory szybkiego rozrodu, konwersję biomasy oraz magnesy nadprzewodzące do magazynowania energii elektrycznej .
Klasyfikowanie materiałów energetycznych jako pasywne lub aktywne lub w odniesieniu do konwencjonalnych, zaawansowanych lub przyszłych systemów energetycznych jest przydatne, ponieważ daje obraz natury i stopnia pilności związanych z nimi wymagań materiałowych. Ale najbardziej świetlny Ramy dla zrozumienia relacji energii do materiałów znajdują się we właściwościach materiałów, które są niezbędne dla różnych zastosowań energetycznych. Ze względu na swoją rozpiętość i różnorodność, takie ramy najlepiej pokazują przykłady. Na przykład w rafinacji ropy naftowej naczynia reakcyjne muszą mieć określone właściwości mechaniczne i termiczne, ale kataliza jest procesem krytycznym.
Copyright © Wszelkie Prawa Zastrzeżone | asayamind.com
