Inżynieria Materiałowa

Źródło: Faisal Alamgir, Szkoła Materiałoznawstwa i Inżynierii, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA Obrazowanie mikroskopijnych struktur materiałów stałych i analiza obrazowanych elementów strukturalnych jest znane jako materialografia. Bezpośrednio można zaobserwować informacje jakościowe, takie jak na przykład to, czy materiał jest porowaty, jak wygląda rozkład wielkości i kształtu ziaren lub czy występuje anizotropia mikrostruktury. Zobaczymy jednak w części 2 serii Materiałografia,...

Źródło: Faisal Alamgir, Szkoła Materiałoznawstwa i Inżynierii, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA Obrazowanie mikroskopijnych struktur materiałów stałych i analiza obrazowanych elementów strukturalnych jest znane jako materialografia. Często chcielibyśmy określić ilościowo wewnętrzną trójwymiarową mikrostrukturę materiału, używając tylko cech strukturalnych, o których świadczy odsłonięta dwuwymiarowa powierzchnia. Podczas gdy metody tomograficzne oparte na promieniowaniu rentgenowskim...

Źródło: Faisal Alamgir, Szkoła Materiałoznawstwa i Inżynierii, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA Rentgenowska spektroskopia fotoelektronów (XPS) to technika mierząca skład pierwiastków, wzór empiryczny, stan chemiczny i stan elektronowy pierwiastków istniejących w materiale. Widma XPS uzyskuje się poprzez naświetlanie materiału wiązką promieni rentgenowskich przy jednoczesnym pomiarze energii kinetycznej i liczby elektronów, które uciekają z górnych kilku nanometrów analizowanego...

Źródło: Faisal Alamgir, Szkoła Materiałoznawstwa i Inżynierii, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA Dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego (XRD) to technika stosowana w materiałoznawstwie do określania struktury atomowej i molekularnej materiału. Odbywa się to poprzez naświetlanie próbki materiału padającymi promieniami rentgenowskimi, a następnie pomiar intensywności i kątów rozpraszania promieni rentgenowskich, które są rozpraszane przez materiał. Intensywność rozproszonych promieni...

Źródło: Sina Shahbazmohamadi i Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, School of Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT W miarę jak mikroskopy elektronowe stają się coraz bardziej złożone i szeroko stosowane w laboratoriach badawczych, coraz bardziej konieczne staje się wprowadzenie ich możliwości. Skupiona wiązka jonów (FIB) to instrument, który może być stosowany do wytwarzania, przycinania, analizowania i charakteryzowania materiałów w skali mikro- i nano w wielu różnych...

Źródło: Sina Shahbazmohamadi i Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, School of Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT Kierunkowe topnienie w strefie krzepnięcia to proces metalurgiczny, w którym topi się wąski obszar kryształu (zwykle w postaci sztabki). Piec porusza się wzdłuż próbki w kształcie pręta, co oznacza, że strefa stopionego jest przesuwana wzdłuż kryształu, a strefa stopiona jest przesuwana z jednego końca pręta na drugi. Mechanizm ten jest szeroko stosowany w stopach,...

Źródło: Danielle N. Beatty i Taylor D. Sparks, Wydział Materiałoznawstwa i Inżynierii, Uniwersytet Utah, Salt Lake City, UT Różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC) jest ważnym pomiarem charakteryzującym właściwości termiczne materiałów. DSC służy przede wszystkim do obliczania ilości ciepła zgromadzonego w materiale podczas nagrzewania się (pojemność cieplna), a także ciepła pochłoniętego lub uwolnionego podczas reakcji chemicznych lub przemian fazowych. Jednak pomiar tego ciepła może również...

Źródło: Elise S.D. Buki, Danielle N. Beatty i Taylor D. Sparks, Wydział Materiałoznawstwa i Inżynierii, Uniwersytet Utah, Salt Lake City, UT Metoda błysku laserowego (LFA) jest techniką stosowaną do pomiaru dyfuzyjności cieplnej, właściwości specyficznej dla materiału. Dyfuzyjność cieplna (α) to stosunek ilości ciepła przewodzonego do ilości ciepła zmagazynowanego w materiale. Jest to związane z przewodnością cieplną (), ile ciepła jest przenoszone przez materiał w wyniku gradientu temperatury,...

Źródło: Logan G. Kiefer, Andrew R. Falkowski i Taylor D. Sparks, Wydział Materiałoznawstwa i Inżynierii, Uniwersytet Utah, Salt Lake City, UT Galwanizacja to proces, który wykorzystuje prąd elektryczny do redukcji rozpuszczonych kationów metali, tak aby tworzyły cienką powłokę na elektrodzie. Inne techniki osadzania cienkowarstwowego obejmują między innymi chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD), powlekanie wirowe, powlekanie zanurzeniowe i osadzanie napylane. CVD wykorzystuje prekursor fazy...

Źródło: J. Jacob Chavez, Ryan T. Davis i Taylor D. Sparks, Wydział Materiałoznawstwa i Inżynierii, Uniwersytet Utah, Salt Lake City, UT Rozszerzalność cieplna jest niezwykle ważna przy rozważaniu, jakie materiały zostaną użyte w systemach, w których występują wahania temperatury. Wysoka lub niska rozszerzalność cieplna materiału może, ale nie musi być pożądana, w zależności od zastosowania. Na przykład w zwykłym termometrze cieczowym pożądany byłby materiał o wysokiej rozszerzalności cieplnej...

Źródło: Kara Ingraham, Jared McCutchen i Taylor D. Sparks, Wydział Materiałoznawstwa i Inżynierii, Uniwersytet Utah, Salt Lake City, UT Opór elektryczny to zdolność elementu obwodu elektrycznego do opierania się przepływowi energii elektrycznej. Rezystancja jest zdefiniowana przez prawo Ohma: (Równanie 1) Gdzie to napięcie, a to prąd. Prawo Ohma jest przydatne do określania rezystancji idealnych rezystorów. Jednak wiele elementów obwodów jest bardziej złożonych i nie można ich opisać samą...

Źródło: Sina Shahbazmohamadi i Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, School of Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT Kości są kompozytami, wykonanymi z matrycy ceramicznej i wzmocnień z włókien polimerowych. Ceramika zapewnia wytrzymałość na ściskanie, a polimer zapewnia wytrzymałość na rozciąganie i zginanie. Łącząc materiały ceramiczne i polimerowe w różnych ilościach, korpus może tworzyć unikalne materiały dostosowane do konkretnego zastosowania. Jako inżynierowie biomedyczni,...

Źródło: Sina Shahbazmohamadi i Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, School of Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT Stopy o uziarnieniu mniejszym niż 100 nm są znane jako stopy nanokrystaliczne. Ze względu na ich ulepszone właściwości fizyczne i mechaniczne istnieje stale rosnące zapotrzebowanie na ich zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, takich jak półprzewodniki, biosensory i lotnictwo. Aby usprawnić przetwarzanie i zastosowanie stopów nanokrystalicznych, konieczne...

Źródło: Amber N. Barron, Ashlea Patterson i Taylor D. Sparks, Wydział Materiałoznawstwa i Inżynierii, Uniwersytet Utah, Salt Lake City, UT Hydrożele to wszechstronna klasa usieciowanych polimerów wytwarzanych za pomocą stosunkowo prostych procedur i z ogólnie niedrogich materiałów. Mogą być formowane z roztworu i obejmować szkielet polimerowy utworzony z odczynników monomerów, inicjator, który sprawia, że polimer jest reaktywny i rodzaj sieciujący, który wiąże ze sobą łańcuchy polimerowe.