วัสดุศาสตร์

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

วัสดุศาสตร์ (อังกฤษ: Materials Science) เป็นศาสตร์ที่ศึกษาคุณสมบัติต่าง ๆ ของวัสดุและกระบวนการที่เกี่ยวข้อง ซึ่งอาศัยความรู้จากหลายสาขาวิชา เช่น ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา และ ธรณีวิทยา โดยมุ่งความสนใจไปที่คุณสมบัติต่าง ๆ ของวัสดุในสภาวะที่เป็นของแข็งอันได้แก่ โครงสร้าง ระดับอะตอมหรือโมเลกุลของวัสดุ คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ การนำความร้อน คุณสมบัติทางเคมี คุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้า คุณสมบัติที่ยอมให้แสงผ่าน หรือการผสมผสานกันของบางคุณสมบัติตามที่กล่าวมานี้ คุณสมบัติของวัสดุที่สังเกตง่ายและชัดเจนจะแสดงออกมาในรูปของคุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์ ส่วนความแตกต่างในระดับโครงสร้างโมเลกุลและอะตอมจะต้องใช้เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อนในการตรวจสอบ สำหรับการประเมินสมรรถนะของวัสดุจะเป็นพื้นฐานของงานวิศวกรรมที่จะนำวัสดุนั้นๆไปใช้งาน ส่วนวิชาว่าด้วยวัสดุศาสตร์จะเกี่ยวข้องกับกระบวนการความรู้ทางเทคโนโลยีของวัสดุสี่ส่วนซึ่งแต่ละส่วนจะเกี่ยวข้องเชื่อมโยงซึ่งกันและกันเป็นรูปสี่มุมสี่ด้าน (Tetrahedron) การนำวิชาการทางด้านวัสดุศาสตร์ไปใช้งานทางด้านวิศวกรรมอย่างกว้างขวางทำให้เกิดนิยามของวิชาการสาขานี้ใหม่เป็น"วัสดุศาสตร์และวิศวกรรม" วัสดุที่คิดค้นและประดิษฐ์ขึ้นใหม่ทำให้เกิดผลิตภัญฑ์ใหม่หรือไม่ก็เกิดอุตสาหกรรมใหม่ อุตสาหกรรมเหล่านี้จำเป็นต้องมีนักวิทยาศาสตร์หรือวิศวกรสาขาวัสดุศาสตร์คอยดูแลแก้ไขปัญหาและวิจัยวัสดุใหม่ๆอย่างต่อเนื่อง ในอุสาหกรรมนักวัสดุศาสตร์จะมีบทบาทในส่วนของ การออกแบบวัสดุ (materials design) การประเมินค่าใช้จ่ายในการผลิตวัสดุนั้นๆ ดูแลกระบวนการทางเทคนิคซึ่งประกอบด้วย การหล่อ, การม้วน, การเชื่อม, การใส่ประจุ, การเลี้ยงผลึก,การรอกฟิล์ม(thin-film deposition), การเป่าแก้ว เป็นต้น และเทคนิคการวิเคราะห์โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเลคตรอน, การเอกซเรย์ เป็นต้น

[แก้] ประเภทของวัสดุ

วัสดุศาสตร์สามารถแบ่งออกได้เป็นสาขาวิชาตามประเภทของวัสดุได้ดังนี้:

1. โลหะ
2. วัสดุผสม
3. สารกึ่งตัวนำ
4. เซรามิก
5. พอลิเมอร์
6. วัสดุชีวภาพ
7. วัสดุเชิงก้าวหน้า
8. วัสดุฉลาด

[แก้] สาขาย่อยของวัสดุศาสตร์

• นาโนเทคโนโลยี --- วิทยาการที่ว่าด้วยการศึกษาและการสังเคราะห์วัสดุในระดับอะตอมหรือโมเลกุล(วัสดุนาโน) ซึ่งมีขนาดเล็กมากโดยจะวัดขนาดของโครงสร้างอะตอมและโมเลกุลเป็นนาโนเมตร( 1 นาโนเมตร = 0.0000000001 เมตร)ดูรายละเอียดเพิ่มเติมที่(หน่วยเอสไอ)
• ผลิกศาสตร์ --- การศึกษาคุณสมบัติทางฟิสิกส์ของผลึกซึ่งประกอบด้วย
  • ความผิดปกติของผลึก, เช่นความผิดปกติของเม็ดผลึกทำให้คุณสมบัติทางฟิสิกส์เปลี่ยนแปลงไป
  • ดิฟแฟรคชั่น เทคนิค เช่น เอกซเรย์ คริสตัลโลกราฟฟี, ซึ่งใช้สำหรับ ส่วน พิสูจน์เอกลักษณ์
• โลหะวิทยา --- การศึกษาเกี่ยวกับโลหะ
• เซรามิก, สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ส่วน ดังนี้
  • เซรมิกอิเลคโทนิค เช่น เซมิคอนดักเตอร์ และ
  • เซรมิกโครงสร้าง เช่น RCC, โพลี่คริสตัลลีน ซิลิคอนคาร์ไบด์ และ เซรามิกส์ที่ทนต่อการเปลี่ยนสภาพ
• วัสดุชีวภาพ --- วัสดุที่สามารถใช้ในร่างกายมนุษย์ได้
• ไทรโบโลยี --- การศึกษาหน้าสัมผัสของวัสดุที่เกี่ยวกับความเสีบดทานและปัจจัยอื่นๆ
• รีโอโรจี วิชาว่าด้วยการไหลของวัสดุ เช่น fluid dynamics, Continuum mechanics และ granular material

[แก้] ดูเพิ่ม

• วิศวกรรมวัสดุ - ศึกษาเกี่ยวกับการออกแบบวัสดุ เพื่อการใช้งานในอุตสาหกรรม

ด • พ • ก สาขาวิชาสำคัญด้านเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์ประยุกต์	ปัญญาประดิษฐ์ • วิศวกรรมเซรามิก • เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ • อิเล็กทรอนิกส์ • พลังงาน • การสะสมพลังงาน • ฟิสิกส์วิศวกรรม • เทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม • วัสดุศาสตร์ • ไมโครเทคโนโลยี • นาโนเทคโนโลยี • เทคโนโลยีนิวเคลียร์ • วิศวกรรมทัศนศาสตร์ • สัตวศาสตร์
สารสนเทศ และ การสื่อสาร	การสื่อสาร • เรขภาพ • เทคโนโลยีดนตรี • การรู้จำคำพูด • เทคโนโลยีทางสายตา
อุตสาหกรรม	การก่อสร้าง • การเงินเชิงคอมพิวเตอร์ • การผลิต • เครื่องกล • การทำเหมืองแร่
การทหาร	ระเบิด • อาวุธปืน และ เครื่องกระสุนปืน • เทคโนโลยีและอุปกรณ์การทหาร • นาวิกวิศวกรรม
คหกรรมศาสตร์	เครื่องใช้ไฟฟ้า • เทคโนโลยีในบ้าน • เทคโนโลยีการศึกษา • เทคโนโลยีอาหาร
วิศวกรรมศาสตร์	วิศวกรรมอวกาศยาน • วิศวกรรมเกษตร • วิศวกรรมสถาปัตย์ • วิศวกรรมชีวะ • วิศวกรรมชีวเคมี • วิศวกรรมชีวเวช • วิศวกรรมเซรามิก • วิศวกรรมเคมี • วิศวกรรมโยธา • วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ • วิศวกรรมก่อสร้าง • อติสีตศาสตร์ • วิศวกรรมไฟฟ้า • วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ • วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม • วิศวกรรมอาหาร • วิศวกรรมอุตสาหการ • วัสดุศาสตร์ • วิศวกรรมเครื่องกล • วิศวกรรมเมคคาทรอนิกส์และหุ่นยนต์ • วิศวกรรมโลหการ • วิศวกรรมเหมืองแร่ • นาวิกวิศวกรรม • วิศวกรรมนิวเคลียร์ • วิศวกรรมปิโตรเลียม • วิศวกรรมซอฟต์แวร์ • วิศวกรรมโครงสร้าง • วิศวกรรมระบบควบคุม • วิศวกรรมสิ่งทอ • วิศวกรรมเนื้อเยื่อ
สุขภาพ และ ความปลอดภัย	วิศวกรรมชีวการแพทย์ • ชีวสารสนเทศศาสตร์ • เทคโนโลยีชีวภาพ • เคมีสารสนเทศศาสตร์ • วิศวกรรมความปลอดด้านอัคคีภัย • วิทยาศาสตร์สุขภาพ • เภสัชวิทยา • วิศวกรรมความปลอดภัย • วิศวกรรมสุขาภิบาล
การขนส่ง	อวกาศยาน • วิศวกรรมอวกาศยาน • Marine engineering • เครื่องยนต์ • เทคโนโลยีอวกาศ • การขนส่ง

ด • พ • ก สาขาวิชาหลักของเคมี
	เคมีการคำนวณ (Computational chemistry) • เคมีนิวเคลียร์ (Nuclear chemistry) • เคมีพอลิเมอร์ (Polymer chemistry) • เคมีฟิสิกส์ (Physical chemistry) • เคมีไฟฟ้า (Electrochemistry) • เคมีเภสัชภัณฑ์ (Medicinal chemistry) • เคมีวิเคราะห์ (Analytical chemistry) • เคมีสิ่งแวดล้อม (Environmental chemistry) • เคมีแสง (Photochemistry) • เคมีอนินทรีย์ (Inorganic chemistry) • เคมีอินทรีย์ (Organic chemistry) • ชีวเคมี (Biochemistry) • เภสัชกรรม (Pharmacy) • เภสัชวิทยา (Pharmacology) • วัสดุศาสตร์ (Materials science) • อุณหเคมี (Thermochemistry)

วัสดุศาสตร์ เป็นบทความเกี่ยวกับ วัสดุศาสตร์ ที่ยังไม่สมบูรณ์ ต้องการตรวจสอบ เพิ่มเนื้อหา หรือเพิ่มแหล่งอ้างอิง คุณสามารถช่วยเพิ่มเติมหรือแก้ไข เพื่อให้สมบูรณ์มากขึ้น ข้อมูลเกี่ยวกับ วัสดุศาสตร์ ในภาษาอื่น อาจสามารถหาอ่านได้จากเมนู ภาษาอื่น ด้านซ้ายมือ