Podstawy nauki o

materiałach

• Dr hab. Inż. Aleksandra Pertek prof. Nadzw PP
• Instytut Inżynierii Materiałowej
• Politechnika Poznańska
• Tel [phone]
•

[e-mail]

•  
• Literatura:
• Marek Micharski (Michalski) „Wstęp do inżynierii

materiałowej”

• „Metaloznawstwo w pytaniach i odpowiedziach”

Materiałoznawstwo

• Wiedza o materiałach –

materiałoznawstwo to dyscyplina
naukowa o budowie, właściwościach i
metodach badań materiałów.

• Materiałoznawstwo zajmuje się

badaniem zależności między składem
chemicznym, strukturą materiału i
procesami technologicznymi, jakim on
podlega, a jego właściwościami.

Materiałoznawstwo a inżynieria

materiałowa

• Materiałem nazywamy te wszystkie

skondensowane czyli stałe
substancje, których właściwości
czynią je użytecznymi dla ludzi, gdyż
wykonujemy z nich złożone produkty
pracy.

• Produkty to przedmioty lub

konstrukcje np. maszyny, pojazdy,
narzędzia, urządzenia, układy
elektroniczne, budowle.

Inżynieria materiałowa,

inżynieria biomedyczna

• Inżynieria materiałowa – jest dziedziną inżynierii,

obejmująca zastosowanie nauki o materiałach dla
użytecznych celów związanych z projektowaniem,
wytwarzaniem i użytkowaniem różnych dóbr i
produktów powszechnego użytku.

• Inżynieria biomedyczna – to dziedzina nauki, na

pograniczu nauk technicznych, medycznych i
biologicznych, obejmująca: biomechanikę, inżynierię
biomateriałów, bioinformatykę, nanotechnologię.
Rozwija innowacyjne rozwiązania z obszaru materiałów,
technologii, implantów, urządzeń i oprzyrządowania
oraz technik informatycznych dla poprawy stanu
zdrowia pacjentów.

Metaloznawstwo

• Metaloznawstwo jest nauką o budowie,

właściwościach i metodach badań metalicznych
materiałów konstrukcyjnych, tzn. używanych do
produkcji maszyn, urządzeń i konstrukcji.

Zadaniem tej dziedziny wiedzy technicznej jest

określanie wpływu zmiany warunków
zewnętrznych, w tym również zmiany wywołanej
procesami technologicznymi, na budowę
materiału oraz ustalanie zależności pomiędzy
składem i budową a jego właściwościami.

Schemat znaczenia różnych grup materiałów w

różnych okresach rozwoju cywilizacji ludzkiej

Podział materiałów

Wśród materiałów można wyróżnić:

•

Materiały naturalne, wymagające jedynie
nadania kształtu do technicznego zastosowania
(drewno, niektóre kamienie, skały i minerały).

•

Materiały inżynierskie, nie występują w
naturze, lecz wymagające zastosowania
procesów wytwórczych do ich przystosowania do
potrzeb technicznych po wykorzystaniu
surowców dostępnych w naturze.

Materiały podstawowe

• Ziemia (drewno, ruda, ropa naftowa) -> kopalnie,

odwierty, plantacja -> SUROWCE (ruda, węgiel, minerały,
piasek, ropa naftowa, drewno, uprawy) -> Procesy
ekstrakcji rafinacji -> metale, chemikalia, papier, cement,
włókna -> przetwórstwo materiałów -> MATERIAŁY
INŻYNIERSKIE (stopy metali, materiały polimerowe,
ceramiczne, kompozytowe) -> proces wytwarzania ->
PRODUKTY(samoloty itp.)-> użytkowanie eksploatacyjne
-> Odpady 1-> proces recyklingu -> metale, chemikalia,
papier, cement, włókna. Odpady 2-> demineralizacja,
usuwanie -> ZIEMIA

• Schemat technicznego cyklu życia materiałów

inżynierskich.

Podział materiałów

Do podstawowych grup materiałów inżynierskich
tradycyjnie są zaliczane:

Metale i ich stopy,
Polimery,
Materiały ceramiczne.

Podstawą klasyfikacji jest istota wiązań między
atomami tworzącymi dany materiał, utrzymujących
je w skoordynowanych przestrzennie układach i
determinujących podstawowe własności materiału.

Podział materiałów

• Materiały kompozytowe, tworzone

są przez połączenie dwóch
materiałów inżynierskich w jedną
całość, co zapewnia uzyskanie innych
własności od właściwych dla każdego
z materiałów składowych.

Nowe materiały

inżynierskie

Schematyczne przedstawienie

czynników koniecznych do
uwzględnienia przy wprowadzaniu
nowych materiałów inżynierskich, z
uwzględnieniem ich rozwoju,
bezpieczeństwa i uwarunkowań
ekologicznych.

Cykl wprowadzania nowych

materiałów

Proces wprowadzania nowych materiałów jest

związany z:

Doskonaleniem istniejących materiałów,
Uwzględnieniem nowych osiągnięć związanych

z opracowywaniem nowych związków, struktury
oraz zapewnieniem nowych własności.

Tradycyjny rozwój materiałów realizowany był

niemal wyłącznie w ramach systemu
cywilizacyjnego, z ignorowaniem oddziaływań z
ekosferą