دسته بندی مواد – در این مقاله قصد داریم درباره موادی که در فرایندهای ساخت و تولید استفاده می شوند، بحث کنیم. هدف از این مقاله، صرفا یک آشنایی اولیه با مواد مختلف و ویژگی های هر کدام است. در واقع به نکات ضروری و مهمی اشاره می کنیم که هر مهندس یا طراح یا تولید کننده ای که قصد فعالیت در صنعت را دارد، باید با آنها آشنایی داشته باشد. انشاالله در آموزش های بعدی بحث های تخصصی تری درباره این مواد آورده می شود.
برای مشاهده سایر آموزش های مربوط به ساخت و تولید به این بخش مراجعه کنید.
یک تقسیم بندی اولیه
دسته بندی مواد – به طور کلی موادی را که در صنعت استفاده می شوند، به سه دسته تقسیم می کنیم:
دسته اول: فلزات،
دسته دوم: سرامیک ها
و دسته سوم هم پلیمرها.
در ادامه مقاله، هر دسته را معرفی خواهیم کرد.
فلزات:
شاید آشناترین نام در بین مواد، همین فلزات باشند. در اینجا قصد بررسی علمی فلزات را نداریم و از منظر صنعتی به آنها نگاه می کنیم. از نظر صنعتی، می توانیم فلزات را به دو دسته کلی تقسیم کنیم: (البته با تکیه بر معیارهای دیگر، تقسیم بندی های دیگری هم ممکن است ارائه شود.)
دسته اول فلزاتی هستند که پایه آهن دارند. در واقع خود آهن یا آلیاژی از آهن هستند. جالب است بدانید حدود 80 درصد فلزاتی که در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند، در این دسته قرار دارند. اگر به آهن، کربن اضافه شود، فولاد تولید می شود. بر اساس درصد کربن اضافه شده و همچنین سایر مواد و فلزاتی که به آهن اضافه می شوند، انواع فولادها تولید می شوند و هر کدام خواص و کاربردهای خاص خود را دارند. اگر درصد کربن از حد معینی بیشتر شود، آلیاژ تولید شده، چدن نام می گیرد.
دسته دوم شامل سایر فلزات و آلیاژها می شود که حدود 20 درصد باقیمانده فلزات مورد استفاده در صنعت را تشکیل می دهند. پر کاربردترین فلزات در این دسته، فلزاتی مانند مس، آلومینیوم، منیزیوم و … هستند.
سرامیک ها:
ساختار سرامیک ها توسط پیوند های کووالانسی یا یونی و یا ترکیب هایی از این دو نوع پیوند ایجاد شده است. این مواد شکل پذیر نیستند و هدایت جریان الکتریسیته در آنها بسیار ناچیز است. (می توان گفت اصلا هدایت الکتریکی ندارند.)
سرامیک ها می توانند ساختار منظم کریستالی و یا ساختار آمورف داشته باشند. مثلا سیلیس یا سیلیکا (SiO2) که یکی از مهم ترین مواد تشکیل دهنده بسیاری از سرامیک هاست، می تواند به صورت کریستالی و منظم چیده شده باشد یا به صورت نامنظم و در شبکه ای بدون شکل. شیشه یک سرامیک از جنس سیلیکا و از نوع آمورف است.
پلیمرها:
پلیمرها یا همان بسپارها، به صورت زنجیره هایی هستند که اتصال تعداد زیادی واحد کوچک تر به نام مونومر ایجاد می شوند. مثلا از اتصال زنجیره ای مولکول های اتیلن، پلی اتیلن ایجاد می شود. پلیمرها هدایت الکتریکی ندارند (نارسانا هستند) و دمای ذوب پایینی هم دارند. به صورت کلی می توانیم پلیمرها را به دو دسته اصلی تقسیم کنیم: دسته اول «ترموست ها» هستند. این مواد با بالا رفتن دما می سوزند و کاملا از بین می روند. دسته دوم که «ترموپلاست» نام دارند، بر خلاف ترموست ها با افزایش دما از بین نمی روند. بلکه به تدریج نرم می شوند و به صورت مذاب در می آیند. با کاهش دما، این مواد مجددا منجمد و سفت می شوند. به خاطر همین خاصیت هم فرایندهای تولید بسیار ساده تری دارند.
از ترکیب انواع مختلف مواد از سه دسته بالا، کامپوزیت ها شکل می گیرند که در مقاله های دیگر به تشریح آنها خواهیم پرداخت.
