הנדסת חומרים – הבדלי גרסאות
| שורה 1: | שורה 1: | ||
{{עריכה|הערך מספר יותר מדי למה הנושא קשור ופחות מדי על הנושא עצמו|נושא=מדעי הטבע}} |
{{עריכה|הערך מספר יותר מדי למה הנושא קשור ופחות מדי על הנושא עצמו|נושא=מדעי הטבע}} |
||
'''הנדסת חומרים''' (מכונה גם '''מדע החומרים''' ו'''תורת החומרים''') היא תחום [[מחקר]] [[הנדסה|הנדסי]] |
'''הנדסת חומרים''' (מכונה גם '''מדע החומרים''' ו'''תורת החומרים''') היא תחום [[מחקר]] [[הנדסה|הנדסי]] רב תחומי המקשר בין אפיון ה[[מיקרו]]-מבנה של חומר לבין תכונותיו (התכונות התרמיות, החשמליות, מכניות). |
||
תחום זה עוסק בפיתוח חומרים המיטביים להרכבת [[מוצר]]ים. התחום מתמקד בשיפור וחקר תכונות חומרי מבנה והתאמת תכונות חומר המבנה לצרכים התעשייתים, תוך שכלול הגורמים השונים כגון תנאי סביבה, עבודה, עלויות. העיסוק בתחום דורש התמצאות בעיקר בענפי [[פיזיקה]] ו[[כימיה]] מגוונים, אך יש לו נגיעה גם בתחומים אחרים כגון:[[כלכלה]], וב[[רפואה]] (למשל איתור חומרים שאינם רעילים, אינם רדיואקטיבים או שאינם מגרים תגובה חיסונית) בהתאם לצרכים הנדרשים. |
|||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
==היסטוריה== |
==היסטוריה== |
||
| שורה 10: | שורה 12: | ||
==תחומי מחקר עיקריים== |
==תחומי מחקר עיקריים== |
||
* '''[[מטלורגיה]]:''' [[מתכות]], [[מתכות כבדות]], [[פלדה|פלדות]], [[פלדת אל-חלד|פלדות אל-חלד]], [[סגסוגת אלומיניום|סגסוגות אלומיניום]], [[זהב]], [[סגסוגות זיכרון]]. |
|||
* [[פולימר]]ים |
|||
* [[פולימר|'''פולימרים''':]] [[פלסטיק]], [[ניילון]], [[גומי]], [[הזרקת פלסטיק]]. |
|||
* [[חומר מרוכב|חומרים מרוכבים]] |
|||
* [[הנדסה קרמית|'''הנדסה קרמית:''']] [[מלט]], [[בטון]], [[מיקרו-סיליקה]], [[שיש]], [[זכוכית]], [[חרסית]], |
|||
* [[מכניקת השבר]] |
|||
* '''חומרים בתעשיית האלקטרוניקה והחשמל:''' [[מוליך|מוליכים,]] [[מוליך למחצה|מוליכים למחצה]], [[מגנט|חומרים מגנטיים]], [[בידוד חשמלי|מבודדים]], וחומרים לתעשיית [[מיקרואלקטרוניקה|המיקרואלקטרוניקה]]. |
|||
* [[שחיקה מכנית]] |
|||
* '''תכונות והתנהגות מכנית של חומרים:''' [[חוזק חומרים|חוזק חומרים,]] [[קשיות]], [[חקר פני שבר]], [[מאמץ מתיחה]], [[מאמץ כפיפה]], [[אלסטיות|אלסטיות של חומרים]], [[מכניקת השבר]], [[שחיקה מכנית|שחיקה מכנית,]] [[זחילה (דפורמציה)|זחילה (דפורמציה),]] [[עץ כשל]], [[נקע (הנדסה)|נקע בחומרים]], [[עייפות החומר|התעייפות מכנית]]. |
|||
* [[עץ כשל]] |
|||
* '''חומרים מתקדמים:''' [[ננו-חומרים]], ביו חומרים, חומרים להתקנים אלקטרואופטים, טכנולוגית אבקות, טכנולוגית שכבות דקות, חומרים חכמים, [[חומר מרוכב|חומרים מרוכבים]], [[גביש נוזלי|גבישים נוזליים]], חומרים ירוקים (ידידותיים לסביבה). |
|||
* [[חקר פני שבר]] |
|||
* [[אפיון חומרים|'''אפיון חומרים:''']] [[מיקרוסקופ אלקטרונים|מיקרוסקופיה אלקטרונית]], עקיפת קרני x, [[קלורימטר|קלורימטריה]], [[אנליזה תרמית]], [[בדיקות לא הורסות]], [[ספקטרוסקופיה|ספקטרסקופיה]], [[קריסטלוגרפיה|קריסטלוגרפיה, ו]][[קריסטלוגרפיה בקרני רנטגן]], [[מינרלוגיה]], מורפולוגיה של גבישים. |
|||
* [[מוליך|מוליכים]] |
|||
* '''התנהגות תרמית וסביבתית של חומרים:''' [[קורוזיה]], [[מוליכות תרמית]], התעייפות תרמית, [[דיאגרמת פאזות]], [[תרמודינמיקה]] של חומרים. |
|||
* [[מתכות]] |
|||
* '''תהליכים ל[[ייצור]] חומרים בתעשייה:''' [[סינטור]], [[ריתוך]], [[הלחמה|אינוך]], [[עיבוד שבבי|עיבוד שבי]], [[יציקה]], [[גידול שכבות]], [[דפוזיציה]], [[איכול יבש]], [[איכול רטוב]], [[חישול]], עיבודים פלסטיים, הזרקת חומרים. |
|||
* [[ננו-חומרים]] וחומרים מתקדמים |
|||
* '''בטיחות בחומרים:''' חומרים ריאקטיבים, חומרים בעירים דליקים. |
|||
* תהליכים לייצור חומרים בתעשייה |
|||
* [[הנדסה קרמית]] |
|||
* [[מטלורגיה]] |
|||
* [[חוזק חומרים]] |
|||
* [[זחילה (דפורמציה)]] |
|||
== ראו גם == |
== ראו גם == |
||
גרסה מ־01:35, 9 באוקטובר 2016
פרק זה טעון עריכה. אנא תרמו לוויקיפדיה ועזרו לערוך אותו. ייתכן שתמצאו פירוט בדף השיחה. הסיבה היא: הערך מספר יותר מדי למה הנושא קשור ופחות מדי על הנושא עצמו.הנדסת חומרים (מכונה גם מדע החומרים ותורת החומרים) היא תחום מחקר הנדסי רב תחומי המקשר בין אפיון המיקרו-מבנה של חומר לבין תכונותיו (התכונות התרמיות, החשמליות, מכניות).
תחום זה עוסק בפיתוח חומרים המיטביים להרכבת מוצרים. התחום מתמקד בשיפור וחקר תכונות חומרי מבנה והתאמת תכונות חומר המבנה לצרכים התעשייתים, תוך שכלול הגורמים השונים כגון תנאי סביבה, עבודה, עלויות. העיסוק בתחום דורש התמצאות בעיקר בענפי פיזיקה וכימיה מגוונים, אך יש לו נגיעה גם בתחומים אחרים כגון:כלכלה, וברפואה (למשל איתור חומרים שאינם רעילים, אינם רדיואקטיבים או שאינם מגרים תגובה חיסונית) בהתאם לצרכים הנדרשים.
הנדסת חומרים מתמקדת בתיכּוּן חומרים, טכניקות עיבוד ויצור (יציקה, כבישה, ריתוך, גידול גבישים וכו'), טכניקות אנליטיות (כגון מיקרוסקופיה אלקטרונית, עקיפת קרני x וקלורימטריה) ויחסי גומלין בין עלות לתועלת בייצור תעשייתי של חומרים.
היסטוריה
הנדסת חומרים היא אחת מהצורות העתיקות ביותר של מדע ישומי והנדסה. תקופות קדומות מאופיינות בחומר אשר שימש באותה התקופה, כגון תקופת האבן, תקופת הברונזה ותקופת הברזל. הנדסת החומרים המודרנית התפתחה באופן ישיר מהמטלורגיה, שהיא חקר המתכות. פריצת הדרך בהבנת חומרים התרחשה בסוף המאה ה-19, כאשר המדען האמריקאי וילארד גיבס הציג את התכונות התרמודינמיות הקשורות במבנה האטומי של החומר והמבנה הפיזי שלו.
המרוץ לחלל פיתח את הנדסת החומרים בתחומים שונים, ביניהם ההבנה והנדסת סגסוגות מתכתיות, וחומרים עשויים סיליקה ופחמן. הנדסת החומרים הניעה והונעה על ידי התפתחות טכנולוגיות מהפכניות כגון פלסטיק, מוליך למחצה, ועוד.
תחומי מחקר עיקריים
- מטלורגיה: מתכות, מתכות כבדות, פלדות, פלדות אל-חלד, סגסוגות אלומיניום, זהב, סגסוגות זיכרון.
- פולימרים: פלסטיק, ניילון, גומי, הזרקת פלסטיק.
- הנדסה קרמית: מלט, בטון, מיקרו-סיליקה, שיש, זכוכית, חרסית,
- חומרים בתעשיית האלקטרוניקה והחשמל: מוליכים, מוליכים למחצה, חומרים מגנטיים, מבודדים, וחומרים לתעשיית המיקרואלקטרוניקה.
- תכונות והתנהגות מכנית של חומרים: חוזק חומרים, קשיות, חקר פני שבר, מאמץ מתיחה, מאמץ כפיפה, אלסטיות של חומרים, מכניקת השבר, שחיקה מכנית, זחילה (דפורמציה), עץ כשל, נקע בחומרים, התעייפות מכנית.
- חומרים מתקדמים: ננו-חומרים, ביו חומרים, חומרים להתקנים אלקטרואופטים, טכנולוגית אבקות, טכנולוגית שכבות דקות, חומרים חכמים, חומרים מרוכבים, גבישים נוזליים, חומרים ירוקים (ידידותיים לסביבה).
- אפיון חומרים: מיקרוסקופיה אלקטרונית, עקיפת קרני x, קלורימטריה, אנליזה תרמית, בדיקות לא הורסות, ספקטרסקופיה, קריסטלוגרפיה, וקריסטלוגרפיה בקרני רנטגן, מינרלוגיה, מורפולוגיה של גבישים.
- התנהגות תרמית וסביבתית של חומרים: קורוזיה, מוליכות תרמית, התעייפות תרמית, דיאגרמת פאזות, תרמודינמיקה של חומרים.
- תהליכים לייצור חומרים בתעשייה: סינטור, ריתוך, אינוך, עיבוד שבי, יציקה, גידול שכבות, דפוזיציה, איכול יבש, איכול רטוב, חישול, עיבודים פלסטיים, הזרקת חומרים.
- בטיחות בחומרים: חומרים ריאקטיבים, חומרים בעירים דליקים.
ראו גם
- כימיה יישומית
- ננוטכנולוגיה
- סינטור
- קריסטלוגרפיה וקריסטלוגרפיה בקרני רנטגן
- גביש נוזלי
- מינרלוגיה
- ננו-צינורית פחמן
