3784498418

położenie w niej atomów może być w znacznym stopniu modyfikowane w procesach i operacjach technologicznych. Daje to możliwość zmian własności fizycznych materiałów o tym samym składzie chemicznym. Rodzaj naprężeń i sposób ich przyłożenia do ciała stałego mogą zmieniać własności materiału w dużo większym stopniu niż zmiana składu chemicznego czy obróbka cieplna.

Nowe podejście przy projektowaniu materiałów o specjalnych własnościach jest nie tylko techniką czy technologią, ale również fascynującą przygodą intelektualną zwłaszcza, że jest wiedzą interdyscyplinarną, w skład której wchodzi teoria ciała stałego, mechanika doświadczalna, nauka o materiałach jak również fizyka i chemia nie wyłączając dziedzin zdrowotnych jak również doznań estetycznych (np. sztuka, architektura). Można śmiało stwierdzić, że problemy związane z projektowaniem i technologią nowych materiałów są nowym zjawiskiem kulturalnym tak jak literatura czy sztuka.

2. PROJEKTOWANIE MATERIAŁÓW

Zasadniczymi problemami projektowania i technologii materiałów to zapewnienie wymaganych własności przy umiarkowanych kosztach produkcji. Tak, więc, własność a nie sam materiał jest przedmiotem rozważań czy negocjacji pomiędzy konstruktorem, użytkownikiem i producentem. Oczywistym jest, że w niektórych przypadkach koszt otrzymania tych własności odgrywa rolę decydującą a w niektórych rolę mniejszą. Można sobie łatwo wyobrazić taką sytuację, kiedy konieczność otrzymania materiału o specyficznych własnościach przeważa nad czynnikiem ekonomicznym. Znane są także przypadki, kiedy koszt wytworzenia materiału wraz z odpowiednią technologią elementu o z góry zadanych własnościach może być czynnikiem dominującym.

Koszty opracowania procesów wytwarzania nowych materiałów są rozciągnięte w czasie i wymagają znacznych środków na prace eksperymentalne. Znaczny wzrost tych kosztów wynika również stąd, że warunki wyjściowe (np. skład chemiczny, obróbka cieplna) dla nowych materiałów są jeszcze precyzowane za pomocą prób i błędów, a nie na podstawie systematycznych badań wszystkich możliwie i termodynamicznie dopuszczalnych składów i form.

Wynika stąd, że pojęcie kosztów konkretnego elementu z danego materiału jest pojęciem względnym, zależy przede wszystkim od kosztów całkowitych urządzenia lub „zbioru funkcjonalnego". Przykładowo, koszt elementu pracującego w nowoczesnym samolocie myśliwskim, którego cena jest rzędu dziesiątków milionów dolarów, stanowi pewien procent kosztu samolotu. Gdy nie działa dany element nie działa cały system. Dyskusja zaś, że koszt identycznej części w samochodzie marki MERCEDES powinien być identyczny jak w samochodzie marki FIAT 126 jest bezprzedmiotowy.

Z punktu widzenia projektowania nowych materiałów i technologii najistotniejszymi są własności mechaniczne, fizykochemiczne, termodynamiczne i warunki eksploatacyjne. Nie bez znaczenia są tu wzajemne relacje tych własności na różnych poziomach strukturalnych.

74