エンジニアリング材料の化学的特性

エンジニアとして、工学材料の化学的性質に関する知識を持つことは重要です。ほとんどの工学材料は他の材料と接触し、相互に化学反応を起こすためです。この化学反応により、材料は化学的な劣化を受ける可能性があります。以下に、工学材料のいくつかの化学的性質を列挙します。

1. 化学組成

2. 原子結合

3. 腐食抵抗性

4. 酸性またはアルカリ性

化学組成

工学材料の化学組成は、その材料を形成する元素を示しています。材料の化学組成は、工学材料の特性に非常に大きな影響を与えます。強度、硬度、延性、脆性、腐食抵抗性、溶接性などは、材料の化学組成によって決まります。
したがって、工学材料の化学組成についても知識を持つ必要があります。例えば、以下の材料の化学組成が示されています。

原子結合

原子結合は、原子がどのように結合して材料を形成するかを表しています。融点、沸点、熱伝導率、および電気伝導率などの多くの特性は、材料の原子結合によって制御されます。したがって、材料の特性を理解するには、材料の原子結合を研究することが非常に重要です。材料の原子結合は以下の種類があります。

1. イオン結合 – 原子間で価電子を交換することによって形成されます。

2. 共有結合 – 原子間で電子を共有することによって形成されます。

3. 金属結合 – 金属で見られます。

腐食抵抗性

腐食は、金属が周囲の環境から徐々に化学的または電気化学的に攻撃されることです。腐食により、金属は酸化物、塩、または他の化合物に変化します。金属の腐食は、空気、工業大気、酸、塩基、塩溶液、土壌などの多くの要因によって影響を受けます。腐食は材料に非常に悪影響を与え、材料の強度と寿命を低下させます。
材料の腐食抵抗性は、材料が大気条件下で酸化を防ぐ能力を指します。一般的に、鉄、銅、アルミニウムなどの純粋な金属は大気中でゆっくりと腐食します。これらの純粋な金属の腐食を避けるために、ステンレス鋼、真鍮、青銅、ニッケル銀、銃身金属などの合金を使用します。

酸性またはアルカリ性

酸性またはアルカリ性は、工学材料の重要な化学的性質です。材料が酸性またはアルカリ性であるかどうかは、材料のpH値によって決定されます。材料のpH値は0から14の範囲で変化します。pH値7は中性とされています。通常の水はpH値7を持っています。pH値が7未満の材料は酸性と呼ばれ、pH値が7を超える材料はアルカリ性と呼ばれます。材料の酸性またはアルカリ性は、他の材料との反応を示します。

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