Материаловедение

ЛЕКЦИЯ 1.

Вопрос 1. Предмет и задачи материаловедения. Место материаловедения в систе-ме естественных наук. Предмет и задачи материаловедения

Материаловедение — наука, изучающая материалы, связь между их составом, структурой и свойствами, а также закономерности их изменения при тепловых, химических, механических, электромагнитных, радиационных и других воздействиях.

Материаловедение как наука создавалось многими поколениями специалистов, причём весьма крупный вклад внесли в него отечественные учёные.

Впервые существование связи между строением стали и её свойствами было установлено П.П. Аносовым.

Основы научного металловедения были заложены выдающимся русским метал-лургом Д.К. Черновым, который за свои работы был назван "отцом металлургии желе-за".

В начале XX века большую роль в развитии металловедения сыграли работы Н.С. Курнакова, который применил для исследования металлов методы физико-хими-ческого анализа.

Фундаментальные основы современного физического металловедения заложены работами Г.В. Курдюмова, А.А. Бочвара, А.А. Байкова, В.И. Данилова, Н.А. Минке-вича.

Большое значение в развитии металловедения и термической обработки имели работы Ф. Осмонда (Франция), У. Юм-Розери (Англия), Э. Бейна и Р. Мейла (США), Г. Таммана (Германия) и др. В области создания полимерных материалов большой вклад внесён К. Циглером (Германия), Д. Наттом (Италия) и др.

Основы структурной теории химического строения органических соединений за-ложил великий русский химик А.М. Бутлеров. На основании исследований Г.С. Пет-рова в 1907–1914 гг. стало возможным промышленное производство первых синте-тических фенопластов. Основы теории цепных реакций разработаны Н.Н. Семёновым в 1930–1940 гг. Большой вклад в развитие физики и химии полимеров внесли отечест-венные учёные П.П. Кобеко, В.А. Каргин, А.П. Александров, С.С. Медведев и др. Следует отметить и заслуги К.А. Андрианова в развитии химии кремнийорганических термостойких полимеров.

В последние десятилетия материаловедческая наука была связана не только с со-вершенствованием традиционных металлических материалов, (стали, чугуны, спла-вы на основе меди и алюминия), но и с созданием принципиально новых классов кон-струкционных материалов: полупроводников и пластических масс, композицион-ных и спечённых материалов, аморфных сплавов и сверхпроводящих керамик.

Задачами материаловедения является изучение строения и свойств каждого из указанных классов материалов, и их совместного поведения в конструкциях и изделиях.

Место материаловедения в системе естественных наук.

Материаловедение как инженерная дисциплина тесным образом связано с дости-жениями фундаментальных наук (физики, химии, механики). Поэтому для объяснения изучаемых вопросов материаловедения необходимо знание основ термодинамики, кристаллографии, атомно-кристаллического строения твёрдых тел и их дефектной структуры, физических основ деформации и разрушения материалов.

Важнейшая часть материаловедения — учение о прочности и разрушении мате-риалов — является для специалистов теоретической основой при выборе подходящих конструкционных материалов для деталей различного целевого назначения и поисках рациональных способов формирования в них требуемых прочностных свойств, обеспе-чения их надёжности и долговечности.