Advanced Materials

Advanced Materials

Materials used in "High-Tec" applications, usually designed for maximum performance, and normally expensive. Examples are titanium alloys for supersonic airplanes, magnetic alloys for computer disks, special ceramics for the heat shield of the space shuttle, etc.
Classification of Materials

Classification of Materials

Like many other things, materials are classified in groups, so that our brain can handle the complexity. One could classify them according to structure, or properties, or use. The one that we will use is according to the way the atoms are bound together: Metals: The valence electrons are detached from atoms, and spread in an 'electron sea' that "glues" the ions together. Metals are usually strong, conduct electricity and heat well and are opaque to light (shiny if polished). Examples: aluminum, steel, brass, gold. Semiconductors: The bonding is covalent (electrons are shared between atoms). Their electrical properties depend extremely strongly on minute proportions of contaminants. They are opaque to visible light but transparent to the infrared. Examples: Si, Ge, GaAs. Ceramics:  Atoms  behave  mostly …
Why Study Materials Science and Engineering?

Why Study Materials Science and Engineering?

• To be able to select a material for a given use based on considerations of cost and performance. • To understand the limits of materials and the change of their properties with use. • To be able to create a new material that will have some desirable properties. All  engineering …
Historical Perspective

Historical Perspective

MaterialsĀ areĀ so importantĀ inĀ theĀ development ofĀ civilizationĀ thatĀ weĀ associateĀ agesĀ withĀ them.Ā InĀ theĀ originĀ ofĀ humanĀ lifeĀ onĀ earth,Ā theĀ StoneĀ Age,Ā peopleĀ usedĀ onlyĀ naturalĀ materialsĀ likeĀ stone,Ā clay,Ā skins,Ā andĀ wood.Ā WhenĀ peopleĀ foundĀ copperĀ andĀ howĀ toĀ makeĀ itĀ harderĀ byĀ alloying,Ā theĀ BronzeĀ Age startedĀ aboutĀ 3000Ā BC.Ā TheĀ useĀ ofĀ ironĀ andĀ steel,Ā strongerĀ materialsĀ thatĀ gaveĀ advantageĀ inĀ warsĀ startedĀ atĀ aboutĀ 1200Ā BC.Ā TheĀ nextĀ bigĀ stepĀ wasĀ theĀ discovery ofĀ aĀ cheap processĀ toĀ makeĀ steelĀ aroundĀ 1850,Ā whichĀ enabledĀ theĀ railroadsĀ andĀ theĀ building ofĀ theĀ modernĀ infrastructureĀ ofĀ theĀ industrialĀ world.
Importance of Materials

Importance of Materials

A material is defined as a substance (most often a solid, but other condensed phases can be included) that is intended to be used for certain applications. There are a myriad of materials around us—they can be found in anything from buildings to spacecraft’s. Materials can generally be divided into two classes: crystalline and non-crystalline. The traditional examples of materials are metals, ceramics and polymers.  New and advanced materials that are being developed include semiconductors, nanomaterials, biomaterials etc. The material of choice of a given era is often a defining point. Phrases such as Stone Age, Bronze Age, Iron Age, and Steel Age are great examples. Originally deriving from the manufacture of ceramics and its putative derivative metallurgy, materials science is one of the oldest forms of engineering and applied science. Modern materials science evolved directly from metallurgy, which itself evolved from mining and (likely) ceramics and the use of fire. A major breakthrough in the understanding…
Introduction

Introduction

MaterialsĀ science,Ā alsoĀ commonly knownĀ asĀ materialsĀ scienceĀ andĀ engineering,Ā isĀ anĀ interdisciplinaryĀ Ā fieldĀ Ā whichĀ Ā dealsĀ Ā withĀ Ā theĀ Ā discoveryĀ Ā andĀ Ā designĀ Ā ofĀ Ā newĀ Ā materials.Ā Ā ThisĀ relatively newĀ scientificĀ fieldĀ involvesĀ studyingĀ materialsĀ throughĀ theĀ materialsĀ paradigmĀ (synthesis,Ā structure,Ā propertiesĀ andĀ performance).Ā ItĀ incorporatesĀ elementsĀ of physicsĀ andĀ chemistry,Ā andĀ isĀ atĀ theĀ forefrontĀ ofĀ NanoĀ scienceĀ andĀ nanotechnologyĀ research.Ā InĀ recentĀ years,Ā materials scienceĀ hasĀ becomeĀ moreĀ widelyĀ knownĀ as aĀ specificĀ field ofĀ scienceĀ andĀ engineering.