Предмет материаловедения

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Материаловедение – прикладная наука о связи состава, строения и свойств материалов. Решение важнейших технических проблем, связанных с экономией материалов, уменьшением массы машин и приборов, повышением точности, надежности и работоспособности механизмов и приборов во многом зависит от развития материаловедения. Непрерывный процесс создания новых материалов для современной техники обогащает науку о материалах, которая стимулирует появление новых технических идей.

Теоретической основой материаловедения являются соответствующие разделы физики и химии, однако наука о материалах в основном развивается экспериментальным путем. Изучение физических (плотность, электропроводимость, теплопроводность, магнитная проницаемость и др.), механических (прочность, пластичность, твердость, модуль упругости и др.), технологических (жидкотекучесть, ковкость, обрабатываемость резанием и др.) и эксплуатационных свойств (сопротивление коррозии, изнашиванию и усталости, жаропрочность, хладостойкость и др.) позволяет определить области рационального использования различных материалов с учетом экономических требований.

Большой вклад в развитие науки о материалах внесли отечественные ученые. В России первым, кто начал научно осмысливать проблемы материаловедения и внедрять результаты в практику, был М.В. Ломоносов (1711–1765 гг.). П.П. Аносов (1799–1851 гг.) применил микроскоп и впервые установил связь между строением стали и ее свойствами. Горный инженер-металлург Обухов П.М. (1820–1869 гг.) и видный предприниматель Н.И. Путилов (1820–1880 гг.) в середине ХIХ в. на организованных ими в Санкт-Петербурге предприятиях наладили производство высококачественной стали, покончив с зависимостью в этом вопросе от Англии. А.С. Лавров и Н.В. Калакуцкий открыли в 1868 г. явление ликвации в сталях. Великий русский ученый Д.К. Чернов (1839–1921 гг.) открыл полиморфизм стали, развил теорию термической обработки и признан основоположником научного металловедения. Существенное значение в развитие физико-химических исследований и классификацию сложных фаз в металлических сплавах внесли работы Н.С. Курнакова (1860–1941 гг.) и его учеников. Значительный вклад в развитие металловедения и производства высококачественных сталей до и после II-ой мировой войны сделали С.С. Штейнберг, Н.А. Минкевич, С.Т. Конобеевский, А.А. Байков, И.А. Одинг, С.И. Губкин, М.А. Павлов, И.П. Бардин, Г.В. Курдюмов, В.Д. Садовский, А.А. Бочвар и многих др. советские ученые.

Над технологией получения алюминия во второй половине ХIХ в. работал физико-химик Н.Н. Бекетов (1827–1911 гг.). Мировое признание в области создания легких высокопрочных сплавов для авиации и ракетной техники получил И.Н. Фридляндер (р. в 1913 г.).

А.М. Бутлеров (1828–1886 гг.) создал теорию химического строения органических соединений, послужившую научной основой для получения синтетических полимерных материалов. Величайший вклад в создание периодической системы элементов, а, следовательно, и в научное материаловедение внес Д.И. Менделеев (1834–1907 гг.). На основе работ С.В. Лебедева (1874–1934 гг.) впервые в мире было организовано промышленное производство синтетического каучука. Выдающиеся советские химики Н.Н. Семенов (1896–1986 гг.) и А.Н. Несмеянов (1899–1980 гг.) заложили научные основы создания многих полимерных материалов.

Среди известнейших зарубежных ученых и инженеров-металлургов, внесших существенный вклад в развитие теоретических исследований, создание и изучение различных материалов, необходимо отметить А. Ле-Шателье, Ф. Осмонда и П. Мартена (Франция); Г. Бессемера, У. Юм-Розери, Н. Мотта, У.Г. и У.Л. Брэггов (Англия); А. Мартенса, П. Геренса, М. Лауэ, П. Дебайя и Ф. Вёлера (Германия); Дж. В. Гиббса, Э. Бейна, Р. Мейла и Ф. Зейтца (США). В создание полимерных материалов крупный научный и технологический вклад внесли К. Циглер (Германия) и Д. Натта (Италия).