Материаловедение - как наука

Материаловедение − это наука о взаимосвязи электронного строения, структуры материалов с их составом, физическими, химическими, технологическими и эксплуатационными свойствами. Материаловедение всегда было и остается одним из приоритетных направлений науки. Без развития материаловедения невозможен прогресс практически всех отраслей хозяйства. Это связано с тем, что получение, разработка новых материалов, способы их обработки являются основой современного производства и во многом определяют уровень развития научно-технического и экономического потенциала страны. Проектирование рациональных, конкурентоспособных изделий, организация их производства невозможны без достаточного уровня знаний в области материаловедения. Разнообразие свойств материалов является главным фактором, предопределяющим их широкое применение в технике. Материалы обладают отличающимися друг от друга свойствами, причем каждый зависит от особенностей внутреннего строения материала. В связи с этим материаловедение - как наука - занимается изучением строения материала в тесной связи с их свойствами. Основные свойства материалов можно подразделить на физические, механические, технологические и эксплуатационные. От физических и механических свойств зависят технологические и эксплуатационные свойства материалов. Среди механических свойств прочность занимает особое место, так как прежде всего от нее зависит не разрушаемость изделий под воздействием эксплуатационных нагрузок. Учение о прочности и разрушении является одной из важнейших составных частей материаловедения. Оно является теоретической основой для выбора подходящих конструкционных материалов для деталей различного целевого назначения и поиска рациональных способов формирования в них требуемых прочностных свойств для обеспечения надежности и долговечности изделий.
Материаловедение — междисциплинарный раздел науки, изучающий изменения свойств твёрдых веществ в зависимости от некоторых факторов. К изучаемым свойствам относятся структура веществ, электронные, термические, химические, магнитные, оптические свойства этих веществ. Как видно из определения, материаловедение можно отнести к тем разделам физики и химии, которые занимаются изучением свойств материалов. Кроме того, эта наука использует целый ряд методов, позволяющих исследовать структуру материалов. При изготовлении наукоёмких изделий в промышленности, особенно изделий в промышленности, при работе с объектами микро- и наноразмеров необходимо детально знать характеристику, свойства и строение материалов. Решить эти задачи и призвана наука — материаловедение.
Материаловедение - наука, изучающая связь между составом, структурой и свойствами материалов. Материаловедение явилось естественным продолжением металловедения, развитие которого неразрывно связано с работами гениального русского ученого М. В. Ломоносова. Определяя металл как "светлое тело, которое ковать можно", он подчеркнул высокую отражательную способность металлических тел и их высокую пластичность. характеристик металлов. Основоположниками современного материаловедения явились соотечественники – заводские инженеры П.П. Аносов, Д.К.Чернов. Благодаря своим беспримерным свойствам, булатная сталь П.П. Аносова прославила Россию на весь мир. Заслуга Д.К. Чернова состоит в преобразовании металловедения из чисто описательного направления в науку, указывающую пути изменения структуры и свойств металлов в зависимости от условий их кристаллизации, механической и термической обработки. Развитие металловедения неразрывно связано с работами русских академиков Н. С. Курнакова, А. А. Байкова и их школ, открытие Д. И. Менделеевым периодической системы химических элементов в 1869 году сыграло решающую роль в обеспечении научной физико-химической базы не только металловедения, но и материаловедения в целом. Среди советской школы материаловедов большой вклад сделал А.П.Гуляев и его группа .
Например, наука о строительных материалах имеет свою глубочайшую историю развития, а истоком ее служат первые истинные познания свойств материалов в далекой древности. Условно можно выделить три основных неравных по продолжительности этапа, между которыми нет четких разделительных границ (1 этап – кремний, керамика, медь, чугун; 2 этап – начинается со второй половины ХIХ века. Он характеризуется созданием новых материалов и производство их в массовом количестве; 3 этап – современный этап развития: характеризуется прогрессом дифференцированных наук, синтезом научных знаний о материалах, обобщая их). Главным признаком для их выделения служит состояние производства (потребность общества в материалах).
Знание структуры и свойств материалов приводит к созданию принципиально новых продуктов и даже отраслей индустрии. Однако классические отрасли также широко используют знания, полученные учёными-материаловедами для нововведений, устранения проблем, расширения ассортимента продукции, повышения безопасности и понижения стоимости производства. Эти нововведения были сделаны для процессов: литья, проката стали, сварки, роста кристаллов, приготовления тонких плёнок, обжига, дутья стекла и др.
Ученые–материаловеды занимаются в основном изучением структуры и свойств и взаимосвязи между ними. Инженеры, в свою очередь, исследуют влияние структуры и свойств на эксплуатационные характеристики и разрабатывают такие технологии материалов, которые придают материалам нужные эксплуатационные характеристики. Ученые предпочитают работать с идеализированными материалами и простыми структурами и процессами. В идеальных условиях все фазы находятся в равновесии. На практике же мы имеем дело с условиями, далекими от идеальных. В готовых изделиях большинство материалов остаются в «метастабильном» состоянии. Современные достижения теории позволяют предсказать существование новых структур и новых свойств, а используемая для анализа материалов аппаратура поможет оценить степень реализации этих предсказаний.