مادة
المادة هي مادة أو خليط من المواد التي تُشكّل جسمًا ما . قد تكون المواد نقية أو غير نقية، حية أو غير حية. تُصنّف المواد بناءً على خصائصها الفيزيائية والكيميائية ، أو على أصلها الجيولوجي أو وظيفتها البيولوجية . علم المواد هو دراسة المواد وخصائصها وتطبيقاتها.
يمكن معالجة المواد الخام بطرق مختلفة للتأثير على خصائصها، من خلال التنقية أو التشكيل أو إضافة مواد أخرى. كما يمكن إنتاج مواد جديدة من المواد الخام عن طريق التخليق الكيميائي .
في الصناعة، تُعتبر المواد مدخلات لعمليات التصنيع لإنتاج المنتجات أو المواد الأكثر تعقيدًا، [ 1 ] وقد تشكل طبيعة وكمية المواد المستخدمة جزءًا من حساب تكلفة المنتج أو التسليم بموجب عقد، كما هو الحال عندما تُحسب تكاليف العقد على أساس " الوقت والمواد ". [ 2 ]
عناصر تاريخية
تُؤرّخ المواد لتاريخ البشرية. وقد أعقبت العصور التاريخية الثلاثة ما قبل التاريخ ( العصر الحجري ، العصر البرونزي ، العصر الحديدي ) عصور تاريخية: عصر الصلب في القرن التاسع عشر، وعصر البوليمرات في منتصف القرن التالي (عصر البلاستيك)، وعصر السيليكون في النصف الثاني من القرن العشرين. [ 3 ]
التصنيف حسب الاستخدام
يمكن تصنيف المواد بشكل عام من حيث استخدامها، على سبيل المثال:
- تُستخدم مواد البناء في أعمال البناء
- تُستخدم مواد عزل المباني للاحتفاظ بالحرارة داخل المباني
- تُستخدم المواد المقاومة للحرارة في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية
- تُستخدم المواد النووية في الطاقة النووية والأسلحة النووية
- تُستخدم مواد صناعة الطيران والفضاء في الطائرات وغيرها من تطبيقات صناعة الطيران والفضاء
- تُستخدم المواد الحيوية في التطبيقات التي تتفاعل مع الأنظمة الحية
اختيار المواد هو عملية لتحديد المادة التي يجب استخدامها لتطبيق معين.
التصنيف حسب البنية
تختلف البنية ذات الصلة للمواد باختلاف نوع المادة. ويمكن تحديد بنية المادة وتركيبها باستخدام المجهر أو التحليل الطيفي .
البنية المجهرية
في الهندسة ، يمكن تصنيف المواد وفقًا لبنيتها المجهرية: [ 4 ] : 15-17
- البلاستيك : مجموعة واسعة من المواد الاصطناعية أو شبه الاصطناعية التي تستخدم البوليمرات كمكون رئيسي.
- السيراميك : مواد صلبة غير معدنية وغير عضوية
- الزجاج : مواد صلبة غير متبلورة
- البلورات : مادة صلبة تتكون من مكونات (مثل الذرات أو الجزيئات أو الأيونات ) مرتبة في بنية مجهرية عالية التنظيم، مما يشكل شبكة بلورية تمتد في جميع الاتجاهات.
- المعادن : عناصر كيميائية نقية أو مركبة ذات سلوك ترابط كيميائي محدد
- السبائك : خليط من العناصر الكيميائية، غالباً ما يكون أحدها على الأقل معدناً.
- البوليمرات : مواد تتكون من سلاسل طويلة من الكربون أو السيليكون
- المواد الهجينة : هي مزيج من مواد متعددة، على سبيل المثال المواد المركبة .
هيكل واسع النطاق
المادة الفائقة هي أي مادة مصممة هندسيًا لتتمتع بخاصية غير موجودة في المواد الطبيعية، وعادةً ما يتم ذلك عن طريق دمج عدة مواد لتشكيل مادة مركبة و/أو ضبط الشكل والهندسة والحجم والاتجاه والترتيب لتحقيق الخاصية المطلوبة . [ 5 ]
في الرغوات والمنسوجات ، يكون التركيب الكيميائي أقل أهمية بالنسبة للخصائص التي يمكن ملاحظتها على الفور مقارنة بخصائص المواد ذات النطاق الأكبر: الثقوب في الرغوات، والنسيج في المنسوجات.
التصنيف حسب الخصائص
يمكن مقارنة المواد وتصنيفها حسب خصائصها الفيزيائية واسعة النطاق.
الخواص الميكانيكية
تحدد الخصائص الميكانيكية كيفية استجابة المادة للقوى المؤثرة عليها . ومن الأمثلة على ذلك: الصلابة ، والقوة ، والمتانة ، والقساوة .
الخواص الحرارية
قد تتدهور المواد أو تتغير خصائصها عند درجات حرارة مختلفة. وتشمل الخصائص الحرارية أيضاً الموصلية الحرارية والسعة الحرارية للمادة ، وهما خاصيتان تتعلقان بنقل وتخزين الطاقة الحرارية بواسطة المادة.
خصائص أخرى
يمكن مقارنة المواد وتصنيفها بناءً على أي مقياس كمي لسلوكها في ظل ظروف مختلفة. وتشمل الخصائص الإضافية البارزة السلوك البصري والكهربائي والمغناطيسي للمواد. [ 4 ] : 5-7
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ "تعريف المادة" . قاموس ميريام-ويبستر . 2023-08-20 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2023-08-29 .
- ↑ كوروتيا، يوجينيا (12 يونيو 2019). "التكلفة حسب الوقت والمواد مقابل السعر الثابت: أيهما تختار لمشروعك؟" . ميديوم . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مارس 2025 .
- ↑ "مواد شكلت التاريخ | كلية علوم وهندسة المواد - جامعة نيو ساوث ويلز، سيدني" . مواقع جامعة نيو ساوث ويلز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أغسطس 2023 .
- 1 2 آشبي، مايكل؛ شيركليف، هيو؛ سيبون، ديفيد (2010). هندسة المواد، علمها، معالجتها وتصميمها (الطبعة الثانية ). أكسفورد: إلسيفير. ISBN 9781856178952.
- ↑ كشيتريمايوم، آر إس (يناير 2005). "مقدمة موجزة عن المواد الفائقة". مجلة IEEE Potentials . 23 (5): 44-46 . doi : 10.1109/MP.2005.1368916 . ISSN 0278-6648 . S2CID 36925376 .
روابط خارجية
- مواد
- علم المواد
