エンジニアリング材料の分類

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フィールド: 基本電気

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エンジニアリング材料の基本的な分類

基本的に、エンジニアリング材料は以下の2つのカテゴリーに分類されます。

金属
非金属

金属

金属は多結晶体であり、多くの異なる方向に配向された微細な結晶を持っています。通常、主要な金属は常温で固体状態です。しかし、水銀などの一部の金属は常温でも液体状態です。すべての金属は高い熱伝導性と電気伝導性を持っています。すべての金属は正の温度係数を持つため、温度が上昇すると抵抗も増加します。金属の例：銀、銅、金、アルミニウム、鉄、亜鉛、鉛、スズなど。
金属はさらに以下の2つのグループに分けられます。

鉄系金属 –
すべての鉄系金属には鉄が共通の元素として含まれています。すべての鉄系材料は非常に高い透磁率を持っており、これらは電気機器のコアの構造に適しています。例：鋳鉄、鍛鉄、鋼、シリコン鋼、高速鋼、バネ鋼など。
非鉄系金属 –
すべての非鉄系金属は非常に低い透磁率を持っています。例：銀、銅、金、アルミニウムなど。

非金属材料は非結晶質であり、無定形または中間相の形で存在します。これらは常温で固体または気体の状態で存在します。
通常、すべての非金属は熱や電気の良導体ではありません。
例：プラスチック、ゴム、皮革、アスベストなど。
これらの非金属は非常に高い抵抗率を持っているため、電気機器の絶縁材として適しています。

金属と非金属の違い

番号	特性	金属	非金属
1.	構造	すべての金属は結晶構造を持っています	すべての非金属は無定形または中間相の構造を持っています
2.	状態	通常、金属は常温で固体です	物質によって状態が異なります。一部は気体状態、一部は固体状態です。
3.	価電子と伝導性	金属内の価電子は自由に移動でき、これが熱と電気の良導体となる原因です	価電子は核に強く結合しており、自由に移動することはできません。これにより、熱と電気の不良導体となります
4.	密度	高密度	低密度
5.	強度	高強度	低強度
6.	硬度	一般的に硬い	硬度は物質によって異なります
7.	延性	延性がある	延性がない
8.	展性	展性がある	展性がない
9.	脆性	一般的に脆くない	脆性は物質によって異なります
10.	光沢	金属は金属光沢を持っています	一般的に金属光沢はありません（グラファイトとヨウ素を除く）

エンジニアリング材料の他の分類：

エンジニアリング材料は以下のようにも分類できます。

金属と合金
セラミック材料
有機材料

金属と合金

金属は多結晶体であり、多くの異なる方向に配向された微細な結晶を持っています。通常、主要な金属は常温で固体状態です。しかし、水銀などの一部の金属は常温でも液体状態です。
純粋な金属は非常に低い機械的強度を持っています。これは特定の用途に必要な機械的強度を満たさない場合があります。この欠点を克服するために合金が使用されます。
合金は2つ以上の金属または金属と非金属の組み合わせです。合金は良好な機械的強度と低い温度係数を持つ抵抗を持っています。
例：鋼、真鍮、青銅、銃金属、インバル、スーパーアロイなど。

セラミック材料

セラミック材料は非金属固体です。これらの材料は酸化物、窒化物、珪酸塩、炭化物などの無機化合物で作られています。セラミック材料は優れた構造、電気、磁気、化学、熱の特性を持っています。これらのセラミック材料は現在、さまざまなエンジニアリング分野で広く使用されています。
例：シリカ、ガラス、セメント、コンクリート、ガーネット、MgO、CdS、ZnO、SiCなど。