ΤΛΙΚΑ ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΔΛΛΟΝ ΠΑΝΔΠΙΣΗΜΙΟ ΚΡΗΣΗ ΣΜΗΜΑ ΔΠΙΣΗΜΗ ΚΑΙ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΑ ΤΛΙΚΩΝ

Transcript

1 ΤΛΙΚΑ ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΔΛΛΟΝ Ι ΠΑΝΔΠΙΣΗΜΙΟ ΚΡΗΣΗ ΣΜΗΜΑ ΔΠΙΣΗΜΗ ΚΑΙ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΑ ΤΛΙΚΩΝ

2 Άδειεσ Χριςθσ -Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται ςτθν άδεια χριςθσ Creative Commons και ειδικότερα Αναφορά - Μη εμπορική Χρήςη - Όχι Παράγωγο Έργο v. 3.0 (Attribution Non Commercial Non-derivatives) - Για εκπαιδευτικό υλικό, όπωσ εικόνεσ, που υπόκειται ςε άλλου τφπου άδειασ χριςθσ, θ άδεια χριςθσ αναφζρεται ρθτώσ.

3 Ιζηνξηθή Αλαδξνκή Ύιε ηνπ καζήκαηνο Παξαδείγκαηα Τιηθώλ/ Δθαξκνγέο Καηαζηάζεηο ύιεο Μηα πρώηε γλωρηκία: κέηαιια, θερακηθά, ποισκερή, βηο-σιηθά, εκηαγωγοί, ζύλζεηα σιηθά Βαζηθά ζηνηρεία δνκήο αηοκηθά ταραθηερηζηηθά, περηοδηθός πίλαθας, δεζκοί, ελέργεηες δεζκώλ, παθεηάρηζκα ηόληωλ, θρσζηαιιηθή δοκή Βαζηθά ζηνηρεία ηδηνηήηωλ κεταληθές, ζερκηθές, ειεθηρηθές Μέηαιια, θερακηθά, πιαζηηθά Βηβιηνγξαθία Σεκεηώζεης καζήκαηος: W. D. Callister, Materials Science and Engineering, Willey (2001) Δηδάζθωλ: Δεκήηρες Παπάδογιοσ Β-110 (ΙΤΕ), Τει ,

4 1 Ιζηνξηθή εηζαγωγή

5 Δπνρέο ηωλ πιηθώλ

6 Δπνρέο ηωλ πιηθώλ Αρχι των κεραμικών ~ π.χ. Πυρόλικοσ, θ μαγικι πζτρα ςμιλεφεται εφκολα Ειςαγωγι των μετάλλων Ακατζργαςτοσ χρυςόσ και χαλκόσ χρθςιμοποιοφνται για πρώτθ φορά Ππξόιηζνο, V. Mourre/ CC-BY-SA-3.0 ~5500 π.χ. Υαιθόο, User:Jurii / Wikimedia Commons / CC-BY-SA-3.0 Σφυρθλάτθςθ και φωτιά Πρώτθ επεξεργαςία του χαλκοφ με χριςθ φωτιάσ και ςφυρθλάτθςθσ Υξπζόο, Didier Descouens/ CC-BY-SA-3.0 Υάιθηλα εξγαιεία (Γθίδα), Einsamer Schütze / CC-BY-SA-3.0 ~5000 π.χ. Επεξεργαςία υλικών Λιώςιμο και χφςιμο μετάλλων Ξεκίνθμα επεξεργαςίασ και διαμόρφωςθσ υλικών Μηλωηθό θόζκεκα, User:Apeto / Wikimedia Commons / CC-BY-SA-3.0 ~4000 π.χ.

7 Δπνρέο ηωλ πιηθώλ Αρχι τθσ μεταλλουργίασ ~3500 π.χ. Αναγωγι χαλκοφ από μεταλλεφματα χαλκοφ Υάιθηλν Δηδώιην (Λεσθωζία), Gerhard Haubold / CC-BY-SA-3.0 Παραςκευι κραμάτων ~3000 π.χ. Χριςθ του Μπροφτηου. Παραςκευι κραμάτων για βελτίωςθ ιδιοτιτων των μετάλλων Μπξνύηδηλν ακαμίδην (Κύπξνο) User:Udimu / Wikimedia Commons / CC-BY-SA-3.0 Αρχι χριςθσ ςιδιρου ~1450 π.χ. Εμφάνιςθ και επεξεργαςία του ςιδιρου Κξάλνο User:Rama/ Wikimedia Commons, Cc-by-sa-2.0-fr

8 Δπνρέο ηωλ πιηθώλ Παραγωγι ατςαλιοφ Πατζντα του Sir Henry Bessemer κάνει τθν παραγωγι ατςαλιοφ ςε μεγάλθ κλίμακα πολφ φκθνότερθ Sir Henry Bessemer 1855 μ.χ. Μεηαηξνπέαο Bessemer Παραγωγι αλουμινίου Η μζκοδοσ του Hall για τθν παραγωγι αλουμινίου ζκανε το αλουμίνιο φκθνό καταςκευαςτικό υλικό 1886 μ.χ. Hall Héroult industrial cell User: User:Kashkhan / Wikimedia Commons, CC-BY-SA-3.0 Παραγωγι Nylon Παραγωγι του Nylon. Στακμόσ ςτθν ιςτορία των πλαςτικών Wallace Hume Carothers Nylon 6,6 3D structure User:YassineMrabet / Wikimedia Commons, CC-BY-SA μ.χ.

9 Δπνρέο ηωλ πιηθώλ Πυρίτιο 1950 μ.χ. Μικροθλεκτρονικι Κνκκάηη θαζαξνύ Ππξηηίνπ User: Jurii / Wikimedia Commons, CC-BY-SA-3.0 Clean room Φωηνβνιηαηθά κε πνιύθξπζηαιιηθν ππξίηην Georg Slickers / Wikimedia Commons, CC-BY-SA-3.0 silicon wafer «Μαύξν» Ππξηηίν Christoph Kubasch / Wikimedia Commons, CC- BY-SA-3.0 Μνλνθξύζηαιινο Ππξηηίνπ Massimiliano Lincetto / Wikimedia Commons, CC- BY-SA-3.0 Μλήκε EPROM User: Zephyris / Wikimedia Commons, CC-BY-SA-3.0

10 Νέα πιηθά Νζα υλικά Σιμερα Nανοτεχνολογία, Φωτονικά υλικά, Mετα-υλικά Δηθόλα SΣM ελόο λαλνζωιήλα άλζξαθα Taner Yildirim (NIST) Οπηηθή ίλα θωηνληθώλ θξπζηάιιωλ (left) The diameter of the solid core at the center of the fiber is 5 µm, (right) the diameter of the holes is 4 µm (US NRL.) Δηθόλα SEM λαλνζωιήλωλ άλζξαθα User: Materialscientist / Wikimedia Commons, CC-BY-SA-3.0 Γξαθέλην (Graphene) (Nobel Price 2010) left-handed metamaterial array configuration NASA Glenn Research Κξπζηαιιηθή δνκή ηνπ Γξαθελίνπ User: AlexanderAlUS / Wikimedia Commons, CC-BY-SA-3.0

11 2 Ση είλαη ύιε;

12 Καηαζηάζεηο ηεο ύιεο ηεξεά Τγξά Αέξηα

13 ηεξεά Έρνπλ ζπγθεθξηκέλν: ρήκα όγθν Γελ ζπκπηέδνληαη εύθνια

14 ηεξεά Μνληέιν ηεξεώλ Σα ζωκαηίδηα: Βξίζθνληαη πνιύ θνληά κεηαμύ ηνπο Αζθνύλ ηζρπξέο ακνηβαίεο δπλάκεηο Γελ κεηαθηλνύληαη ειεύζεξα από ην έλα ζεκείν ζην άιιν Γνλνύληαη ζε θαζνξηζκέλεο ζέζεηο

15 ηεξεά Καηεγνξίεο ηεξεώλ Κξπζηαιιηθά Πεξηνδηθά επαλαιακβαλόκελε δνκή ζε ηξεηο δηαζηάζεηο από ηελ κία άθξε ηνπ ζηεξενύ ωο ηελ άιιε Γνκή θξπζηαιιηθνύ SiO 2 Υαιαδίαο (θξπζηαιηθό SiO 2 ) Didier Descouens/ Wikimedia Commons, CC-BY-SA-3.0

16 ηεξεά Καηεγνξίεο ηεξεώλ Πνιπθξπζηαιιηθά όρια κόκκων Πνιιέο θξπζηαιιηθέο πεξηνρέο (θόθθνη) ηπραία ηνπνζεηεκέλεο Γνκή πνιπθξπζηαιιηθνύ πιηθνύ Πνιπθξπζηαιιηθό θξάκα Fe-Si User:Zureks / Wikimedia Commons, CC-BY-SA-3.0

17 ηεξεά Καηεγνξίεο ηεξεώλ Άκνξθα Σπραία δνκή ρωξίο θακηάο κνξθήο «ηάμε» ζε επξεία θιίκαθα Γνκή άκνξθνπ SiO 2 (γπαιί) User:Jdrewitt / Wikipedia:Public domain

18 Τγξά Έρνπλ ζπγθεθξηκέλν: όγθν Έρνπλ κεηαβιεηό: ζρήκα Ρένπλ Γελ ζπκπηέδνληαη εύθνια

19 Τγξά Μνληέιν Τγξώλ Σα ζωκαηίδηα: Βξίζθνληαη θνληά κεηαμύ ηνπο (όρη όζν ζηα ζηεξεά) Μεηαθηλνύληαη ειεύζεξα από ην έλα ζεκείν ζην άιιν Γνλνύληαη, πεξηζηξέθνληαη ειεύζεξα

20 Αέξηα Έρνπλ κεηαβιεηό : όγθν ζρήκα Ρένπλ πκπηέδνληαη εύθνια Γηαρεόκελνο θαπλόο ζε αέξα User:Macluskie / Wikipedia:Public domain

21 Αέξηα Μνληέιν Αεξίωλ Σα ζωκαηίδηα: Βξίζθνληαη πνύ καθξηά ην έλα από ην άιιν Μεηαθηλνύληαη ειεύζεξα από ην έλα ζεκείν ζην άιιν Γνλνύληαη, πεξηζηξέθνληαη ειεύζεξα Γελ ππάξρεη θακηά κνξθή νξγάλωζεο

22 Βαζηθά κεγέζε Ππθλόηεηα: μάζα όγκος πως τα μετράμε; 1 kg λεξό αινπκίλην ραιθόο

23 Ππθλόηεηα Σππηθέο ηηκέο ηεξεά Τγξά - Αέξηα Πυκνότητα (gr/cm 3 ) Στοιχείο Στερεό Υγρό Αέριο Αργό Ar Άηωτο N Οξυγόνο O