Materiaalkunde
Materiaalkunde is een multidisciplinair natuurwetenschappelijk vakgebied wat zich bezighoudt met het verband tussen de samenstelling en structuur van materialen aan de ene kant en hun eigenschappen aan de andere kant. In het verlengde daarvan houdt de materiaalkunde zich bezig met het ontwikkelen van nieuwe materialen, bijvoorbeeld materialen die bruikbaar zijn in de ruimtevaart en voor het maken van kunstorganen.
De ontwikkeling van de mensheid is altijd sterk verbonden geweest met de kennis die er beschikbaar was over de toepassing van materialen om aan de wensen van de mens tegemoet te komen. Het is dan ook niet verwonderlijk dat we thans de eerste menselijke beschavingen (steentijd, bronstijd, ijzertijd) karakteriseren met de materialen die er door deze beschavingen gebruikt werden. Aan de start van een nieuwe technologie staat in veel gevallen een toegenomen hoeveelheid kennis over de eigenschappen van een bepaald materiaal. De produktie van zonnecellen en andere geavanceerde electronica was bijvoorbeeld niet mogelijk geweest zonder kennis over halfgeleiders.
Materiaalkunde onderscheidt zich ruwweg in een theoretisch en een praktisch deel. In het Engels onderscheiden deze twee delen zich van elkaar als materials science en materials engineering. De theoretische materiaal"wetenschap" houdt zich bezig met de relatie tussen de structuur van een materiaal en de eigenschappen die daaruit voortvloeien, terwijl de praktische kant (de materiaal"technologie") deze kennis toepast door de structuur van materialen zodanig aan te passen, dat er een materiaal ontworpen wordt met gewenste eigenschappen. Naast de structuur en de eigenschappen van materialen houdt de materiaalkunde zich ook bezig met de produktie ervan, en de prestaties van materialen wanneer ze eenmaal zijn toegepast.
- Zie het artikel materiaal voor structuur en eigenschappen van materialen
Inhoud |
[bewerk] Classificaties
[bewerk] Materialen
De materiaalkunde omvat de studie van alle hoofdgroepen van materialen, waarvan de bestudering ook als een afzonderlijk onderzoeksveld beschouwd kan worden:
- Metalen (zie ook metallurgie)
- Keramische materialen
- Halfgeleiders en andere elektrotechnische materialen
- Polymeren
- Composieten
- Biomedische materialen
- slimme materialen of smart materials
[bewerk] Gebieden in de materiaalkunde
- Nanotechnologie
- Kristallografie, waaronder
- bestudering van de effecten van onzuiverheden en dislocaties
- röntgendiffractie voor het identificeren van fasen (zie vastestofchemie)
- Metallurgie
- Niet-destructief onderzoek
- Destructief onderzoek
- Lichtgewicht metalen
- Keramische materiaalkunde
- biomedische materiaalkunde
- Vastestofchemie
- Vastestoffysica, waaronder de bestudering van halfgeleiders en supergeleiding
- Continuümmechanica
- Dunne lagen
De metallurgie en de studie van keramische materialen hebben reeds een lange geschiedenis, maar aangezien de basisprincipes en technieken van elk van deze gebieden gelijk zijn, wordt de materiaalkunde als een afzonderlijke discipline beschouwd.
Materiaalkunde is verwant aan materiaaltechnologie, die zich echter vooral richt op:
- bewerkingsprocessen (gieten, walsen, lassen, ionen-implantatie, kristalvorming, dunne-laag-depositie, sinteren, glasblazen, ...)
- analytische technieken (elektronenmicroscopie, röntgendiffractie, calorimetrie, ...)
- materiaalontwikkeling
- kosten/baten-analyses voor de industriële productie van materialen.
[bewerk] Zie ook
[bewerk] Literatuur
- Materials Science and Engineering - Its evolution, practice and prospects, Kranzberg, Stanley Smith, Claassen and Chynoweth, 1975
