วัสดุศาสตร์ Materials Science

ทำไม ต้องเรียนวัสดุศาสตร์ เพื่อให้ทราบโครงสร้างภายในของวัสดุ    เพื่อเป็นการค้นคว้าและพัฒนาหาวัสดุใหม่ มาทดแทนวัสดุเก่า เพื่อนำวัสดุไปใช้ให้เหมาะสมกับงาน เพื่อเป็นการประหยัดพลังงาน

วัสดุศาสตร์ คือ อะไร เป็นศาสตร์เกี่ยวกับการค้นคว้าหาความรู้ขั้นพื้นฐาน ในเชิงลักษณะโครงสร้างภายใน คุณสมบัติ และ กระบวนการผลิตวัสดุ วัสดุวิศวกรรม (Material Engineering) เป็นศาสตร์ที่เกี่ยวกับการประยุกต์ทางวัสดุให้เป็นประโยชน์ ต่อมวลมนุษยชาติ

วัสดุศาสตร์และ วัสดุวิศวกรรม สัมพันธ์กันอย่างไร วัสดุศาสตร์และวิศวกรรม ผลจากความรู้ของโครงสร้าง สมบัติกระบวนการผลิต และ สมรรถนะ ของวัสดุวิศวกรรม ความรู้พื้นฐานของวัสดุ วัสดุศาสตร์ วัสดุวิศวกรรม การประยุกต์ความรู้ ของวัสดุต่าง ๆ

ตามหลักของวิศวกรรม แบ่งวัสดุออกเป็น 5 ประเภท ประเภทวัสดุ ตามหลักของวิศวกรรม แบ่งวัสดุออกเป็น 5 ประเภท 1. โลหะ ( Metallic materials ) 2. พลาสติก หรือ พอลิเมอร์ ( Polymeric materials ) 3. เซรามิก ( Ceramic materials ) 4. วัสดุผสม ( Composite materials ) 5. อิเล็กทรอนิกส์ ( Electronic materials )

วัสดุประเภทโลหะ เป็นสารอนินทรีย์ ( Inorganic substances ) ประกอบด้วยโลหะชนิดเดียวกัน หรือ หลายชนิด จะมีสมบัติเฉาะที่เป็นตัวนำไฟฟ้า ความร้อนที่ด มีความแข็งแรงสูง เหนียวอ่อนตัวได้ ถ้าเอาโลหะบริสุทธิ์ ตั้งแต่ 2 ชนิดผสมกัน จะได้โลหะผสม ( Alloy ) a. โลหะที่เป็นเหล็ก ( Forrous metals ) และ โลหะผสม มีเหล็กเป็นองค์ประกอบหลัก b. โลหะที่ไม่เป็นเหล็ก ( Non- Forrous metals ) เช่น อลูมิเนียม (Al) นิกเกิล (Ni) ทองแดง (Cu) ดีบุก(Sn)

วัสดุประเภทโลหะ

วัสดุประเภทพลาสติกหรือ พอลิเมอร์ เป็นสารอินทรีย์ ส่วนใหญ่ประกอบด้วยธาตุ C, H, N, Cl, S , O เป็นสารมีโมเลกุลใหญ่ มีโครงสร้างที่ต่อกันยาว มีสมบัติกว้าง เช่น มีทั้งแข็งแรง อ่อน เป็นฉนวนไฟฟ้า มีจุดหลอมเหลวทั้งสูงและต่ำ แบ่งเป็น 2 ชนิด 1. เทอร์โมพลาสติก ( Thermoplastic ) หลอมเหลวได้ด้วยความร้อน 2. เทอร์โมเซต ( Thermosetting plastic ) เมื่อแข็งตัวแล้วไม่สามารถหลอมเหลวได้ แข็งแรงแต่เปราะ

วัสดุประเภทพลาสติกหรือ พอลิเมอร์

วัสดุประเภทเซรามิก เป็นสารอนินทรีย์ ประกอบด้วยธาตุที่เป็นโลหะ และ อโลหะรวมกันอยู่ได้ด้วยพันธะทางเคมี ( Chemical bond) มีลักษณะดังนี้ 1. มีรูปร่างผลึกหรือไม่มีรูปร่างผลึกก็ได้ หรือเป็นของผสมทั้งสองอยางก็ได้ 2. มีความแข็งสูง ( high hardness ) 3. มีความแข็งแรงดีที่อุณหภูมิสูง 4. มีความเปราะสูง หรือ แตกง่าย เมื่อโดนแรงกระแทก 5. เป็นฉนวนไฟฟ้าและความร้อนที่ดี

วัสดุประเภทเซรามิก

วัสดุประเภทผสม วัสดุที่ได้จากการนำเอาวัสดุที่แตกต่างกันมาผสมกันตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป ทำให้วัสดุนั้นมีสมบัติพิเศษขึ้นกว่าเดิม เช่น คอนกรีต ไม้อัด ไฟเบอร์กลาส

วัสดุประเภทผสม

วัสดุประเภทอิเล็กทรอนิกส์ มีความสำคัญมากในปัจจุบัน ซึ่งเป็นยุกต์ของเทคโนโลยีชั้นสูง วัสดุประเภทนี้จัดว่ามีความสำคัญที่สุด ซึ่งสามารถนำไปใช้หรือดัดแปลงให้มีลักษณะสมบัติเฉพาะได้ดีมาก เช่น ใช้ทำ Silicon Chip , Micro Electronic Devices , Semiconductors

วัสดุประเภทอิเล็กทรอนิกส์

สมบัติและการเลือกใช้วัสดุ   สมบัติทางเคมี ( Chemical properties ) สมบัติทางกายภาพ ( Physical properties ) สมบัติเชิงกล ( Mechanical properties ) สมบัติเชิงมิติ (ขนาด)( Dimensional properties )

สมบัติทางเคมี ( Chemical properties )

สมบัติทางกายภาพ ( Physical properties )

สมบัติเชิงกล ( Mechanical properties )

สมบัติเชิงมิติ (ขนาด)( Dimensional properties )

ตัวอย่างการใช้งานและสมบัติของวัสดุชนิดต่าง ๆ

ตัวอย่างการใช้งานและสมบัติของวัสดุชนิดต่าง ๆ

แสดงความแข็งของวัสดุชนิดต่าง ๆ

งาน 1. วัสดุศาสตร์หมายความว่าอย่างไร 2. วัสดุศาสตร์ และ วัสดุวิศวกรรมมีความสัมพันธ์กันอย่างไร 3. วัสดุศาสตร์มีความสำคัญอย่างไร 4. คุณสมบัติของวัสดุแต่ละชนิดมีความสำคัญต่อการเลือกนำใช้อย่างไร