工程材料分类

材料只不过是用来创造某种事物的物质。工程材料是用于工程应用的材料。根据应用选择材料的机械、物理、化学和制造特性。

材料的机械性能是强度（压缩或拉伸）、韧性、刚度、弹性、塑性、延展性、脆性和硬度。材料的物理特性是密度、导电性（热或电）、声学（声音传输或吸收）、光学、可燃性。材料的化学性质是成分（氧化物或化合物）、酸碱度、风化腐蚀。

材料的制造性能是可铸性、可加工性等级、加工速度和进给量以及用于尺寸的目的形状和尺寸。

为所需的功能应用选择材料基于以下一些因素：

1. 工件或组件将承受的应力。
2. 耐腐蚀。
3. 耐温性、耐磨性和抗撕裂性。
4. 灵活性和刚性。
5. 制造过程的简便性。
6. 产品开发的成本效益。
7. 材料的可用性。

工程材料分类：

根据物质的性质材料分类为

1. 金属和合金
2. 黑色金属
3. 有色金属
4. 非金属
5. 陶瓷
6. 聚合物
7. 复合材料
8. 半导体
9. 生物材料

1.金属和合金：

金属材料是金属元素的组合。

金属最突出的特性是电子是非定域的，即在原子排列中，外价电子不属于单个原子，而是属于整个材料。非定域电子可以自由携带电荷来导电。因此，它们是电荷和热电荷的良导体。

金属具有光泽的外观。在常温下，大部分材料为固态，但也有一些金属如汞为液态。

根据含铁金属的存在，将金属命名为

1. 黑色金属
2. 有色金属

黑色金属：

黑色金属的主要成分是铁和碳。黑色金属具有磁性，暴露在潮湿环境中容易生锈。锻铁因纯度高而不会生锈，不锈钢因含铬而不会生锈。

如：铁、钢等

由于其磁性，黑色金属被用于电机和电气应用中。

有色金属：

铁不是主要内容。由于不含铁，这些金属具有很高的防锈和防腐蚀能力，并且它们没有磁性。

如：铜、黄铜、铝、钨、铅、锌、金等。

合金：

合金是两种或多种金属的组合。它是根据金属键合特性命名的。它有黑色金属合金和有色金属合金两种。铸铁是由铁、碳和硅制成的合金。黄铜是铜和锌的合金。

应用：

1. 由于金属的韧性和高温消毒能力，金属被用作针头和手术刀片。
2. 由于它们的强度和承受重量的能力，钢铁等金属被用于建筑。
3. 珠宝中使用金、银、铂等金属。
4. 金属用于机器和汽车，因为它们可以承受高温、高压和工作负载。
5. 铝和钛在飞机合金的轻量化类别中发挥着重要作用。
6. 钨用于高温应用。

2。陶瓷：

用于制造陶瓷产品的颗粒或纤维。陶瓷具有规则的原子结构和晶体结构。陶瓷主要是氧化物、氮化物和碳化物。它们是非导电材料，由于其绝缘特性，它们被用作绝缘体。它们本质上非常坚硬和易碎。

例如：氧化铝、二氧化硅、碳化硅、金刚石、砖等。

应用：

1. 由于抗压强度砖用于建筑
2. 由于其良好的隔热性，瓷砖被用于烤箱。
3. 一些陶瓷对雷达是透明的，而其他电磁波则用于天线罩和发射器。
4. 玻璃陶瓷具有耐高温能力，因此可用于光学设备和纤维绝缘材料。
5. 氧化铝、二氧化硅、碳化硅用于制造工具。
6. 钻石用于装饰品和刀具应用。

3。聚合物：

聚合物具有碳作为骨架原子的链状分子结构。它们主要由坚韧的有机材料组成。它们是低密度材料，也很灵活。在某些情况下，聚合物不灵活。

聚合物不仅用作结构材料，还可用作复合材料基体中的纤维和树脂。

例如：聚酯纤维、酚醛树脂和环氧树脂。

弹性体也是聚合物，但它们被单独考虑是因为它们的特定设计用于特定目的，如减震和振动吸收。

天然聚合物：

例如：羊毛、丝绸、DNA、纤维素、蛋白质等。

合成聚合物：

1. 热塑性塑料
2. 热固性塑料

如：尼龙、聚乙烯、涤纶、铁氟龙、环氧树脂、电木等

应用：

1. 聚乙烯用于制作手提袋。
2. 聚丙烯用于制造奶瓶等耐高温产品。
3. 聚醚醚酮和聚乙烯酮用于矿泉水瓶概念。
4. 聚碳酸酯用于制造透明聚合物等高性能聚合物
5. 聚苯胺是一种导电聚合物。
6. 电木用于制造绝缘材料。

4。复合：

复合材料是由两种或两种以上物理化学性质不同的成分材料组成，产生不同特性的材料。

复合材料可以是金属，也可以是金属和陶瓷，也可以是金属和聚合物，视应用要求而定。

例如：木材、混凝土、玻璃纤维、CFRP（碳纤维增强塑料）、GFRP（玻璃纤维增​​强塑料）等。

应用：

1. CFRP 和 GFRP 用于汽车车身部件。
2. CRPF 和蜂窝复合材料用于底盘。
3. 一些油箱由 Kevlar 增强纤维制成。
4. 增强型热固性塑料用于弹簧和保险杠系统。
5. 玻璃纤维增​​强塑料已用于船体、钓鱼竿、网球拍、头盔、弓箭。

5。半导体：

半导体是一种中间导电材料。它们的电导率不像金属那样高，像绝缘陶瓷材料那样低。在这些材料中，电阻随温度升高而降低。

独特的原子结构可以控制导电性。

例如：硅、锗、砷化镓、硒等

应用：

1. 砷化镓广泛用于低噪声、高增益和弱信号放大器件。
2. 半导体器件可以执行体积是其数百倍的真空管的功能。

6。生物材料：

生物材料是无生命的材料。例如：氧化铝、氧化锆、钛、钽、铌、碳等。

应用：

1. 金属在医学上用于治疗人类和动物的任何微量营养素金属缺乏症，例如铁是血红蛋白的一部分，这种生物分子可用作硫酸亚铁来治疗某些形式的贫血症。
2. 植入体内以修复或替换受损组织。

注意：

在复合材料中，名称本身表示为composite=> composition，是两种或多种材料的组合。

在半导体中，名称本身表示为半（半）和导体（导电）

合金和复合材料之间的区别在于复合材料是其他材料的增强材料。而合金是根据所需产品的所需数量，两种或所需数量的材料的组合（混合物）。

半导体和生物材料在需要的地方都是金属、陶瓷和聚合物的替代品。