Materialshunoslik

Materialshunoslik — bu materiallarning tuzilishi va ularning xossalari oʻrtasidagi bogʻliqlikni oʻrganish hamda ushbu bilimlardan muayyan sohalar uchun materiallar loyihalashda foydalanish bilan shugʻullanuvchi fanlararo soha. Materialning ichki tuzilishi — atomlarning joylashuvidan tortib mikroskopik xususiyatlarigacha — uning mexanik, elektr, issiqlik va optik xatti-harakatlariga kuchli taʼsir koʻrsatadi. Muhandislik amaliyotida materialshunoslik va muhandislik koʻpincha „ishlov berish — tuzilish — xossalar — samaradorlik“ paradigmsi orqali tasvirlanadi; bunda ishlov berish tuzilishni belgilaydi, tuzilish xossalarni aniqlaydi, xossalar esa oxir-oqibat materialning foydalanish jarayonidagi samaradorligini boshqaradi^[1].

Materialshunoslikning ilmiy ildizlari Maʼrifatchilik davriga borib taqaladi. Oʻshanda tadqiqotchilar metallurgiya va mineralogiyadagi qadimiy^[2]^[3], fenomenologik kuzatishlarni tushunish uchun kimyo, fizika hamda muhandislik fanlarining tahliliy fikrlash usullaridan foydalana boshlaganlar. Materialshunoslik hali-hanuz fizika, kimyo va muhandislik elementlarini oʻz ichiga oladi. Shu sababli, bu soha uzoq vaqt davomida akademik muassasalar tomonidan ushbu turdosh fanlarning bir qismi deb hisoblangan. 1940-yillardan boshlab materialshunoslik fan va muhandislikning alohida, mustaqil sohasi sifatida kengroq tan olina boshlandi va dunyo boʻylab yetakchi texnika universitetlarida uni oʻrganishga bagʻishlangan maxsus fakultetlar hamda yoʻnalishlar tashkil etildi.

Materiallarning shakllanish tarixi ularning tuzilishi, xossalari va samaradorligiga qanday taʼsir qilishini oʻrganish orqali materialshunoslar biomateriallar, metallurgiya va nanotexnologiyalar kabi yangi texnologiyalar rivojiga munosib hissa qoʻshdilar. Materialshunoslikdan, shuningdek, sud-muhandislik ekspertlari hamda nosozliklarni tahlil qiluvchi mutaxassislar muhim detallarning nima uchun va qanday sababdan ishdan chiqishini tushunish uchun ham foydalanadilar. Bu esa aviatsiya kabi sohalarda xavfli va qimmatga tushadigan halokatlarning oldini olishga yordam beradi.

Tarixi

Muayyan bir davrda asosiy vosita sifatida tanlangan material koʻpincha oʻsha davrning belgilovchi omili boʻlib xizmat qiladi. Tosh davri, Bronza davri, Temir davri va Poʻlat davri kabi bosqichlar bunga shartli boʻlsa-da, tarixiy misollardir. Aslida sopol buyumlar ishlab chiqarish va uning hosilasi hisoblangan metallurgiyadan boshlangan materialshunoslik amaliy fan va muhandislikning eng qadimiy shakllaridan biri^[4]. Zamonaviy materialshunoslik bevosita metallurgiyadan rivojlanib chiqqan boʻlib, metallurgiyaning oʻzi olovdan foydalanish natijasida shakllangan. Materiallarni tushunishda tub burilish XIX asrning oxirida yuz berdi: amerikalik olim Josiah Willard Gibbs turli fazalardagi atom tuzilishi bilan bogʻliq termodinamik xossalar materialning fizik xususiyatlariga bevosita bogʻliqligini isbotlab berdi^[5]. Zamonaviy materialshunoslikning muhim poydevorlari Koinot poygasi mahsuli boʻldi; kosmik apparatlarni qurishda qoʻllanilgan metall qotishmalari, kremniy va uglerodli materiallarni tushunish hamda muhandislik asosida loyihalash koinotni tadqiq qilish imkonini berdi. Materialshunoslik kauchuk, plastik, yarim oʻtkazgichlar hamda biomateriallar kabi inqilobiy texnologiyalarning rivojlanishiga turtki berdi va oʻzi ham ushbu sohalar rivoji hisobiga taraqqiy etdi.

1960-yillardan oldin (va baʼzi holatlarda undan keyingi oʻn yilliklarda ham) keyinchalik materialshunoslik kafedralariga aylangan koʻplab boʻlimlar metallurgiya yoki keramika muhandisligi kafedralari boʻlgan; bu XIX va XX asr boshlarida asosiy eʼtibor metallar hamda keramikaga qaratilganini aks ettiradi. AQSHda materialshunoslikning oʻsishiga qisman Advanced Research Projects Agency turtki berdi. Ushbu tashkilot 1960-yillar boshida „materialshunoslik sohasida fundamental tadqiqotlar va kadrlar tayyorlash milliy dasturini kengaytirish“ maqsadida universitetlar qoshida bir qator laboratoriyalarni moliyalashtirdi^[6]. Materialshunoslikning yangi shakllanayotgan sohasi mashinasozlik muhandisligi bilan solishtirganda, materiallarga makrodarajada yondashishga hamda materiallar mikroskopik darajadagi xatti-harakatlar haqidagi bilimlar asosida loyihalanadi degan tamoyilga eʼtibor qaratdi^[7]. Atom va molekulyar jarayonlar hamda materiallarning umumiy xossalari oʻrtasidagi bogʻliqlik haqidagi bilimlar kengayishi tufayli materiallarni loyihalash muayyan koʻzlangan xossalar asosida amalga oshiriladigan boʻldi. Shundan beri materialshunoslik sohasi barcha turdagi materiallarni, jumladan keramika, polimerlar, yarim oʻtkazgichlar, magnetik materiallar, biomateriallar va nanomateriallarni oʻz ichiga olgan holda kengaydi; ular odatda uchta asosiy guruhga tasniflanadi: keramika, metallar va polimerlar. Soʻnggi oʻn yilliklarda materialshunoslikdagi eng sezilarli oʻzgarish — bu yangi materiallarni topish, xossalarni oldindan prognoz qilish va hodisalarni tushunish uchun kompyuter simulyatsiyalaridan faol foydalanish boʻldi.

Manbalar

↑ Callister, William. Materials Science and Engineering: An Introduction, 10th, Hoboken, NJ: Wiley, 2018 — 3–5-bet. ISBN 9781119321590.
↑ Eddy, Matthew Daniel. The Language of Mineralogy: John Walker, Chemistry and the Edinburgh Medical School 1750–1800. Ashgate Publishing, 2008 (2015-yil 3-sentyabrda asl nusxadan arxivlangan).
↑ Smith, Cyril Stanley. A Search for Structure. MIT Press, 1981. ISBN 978-0-262-19191-3.
↑ Defonseka, Chris. Polymer Fillers and Stiffening Agents: Applications and Non-traditional Alternatives (en). Berlin: Walter de Gruyter GmbH & Co KG, 2020 — 31-bet. ISBN 978-3-11-066999-2.
↑ Psillos, Dimitris; Kariotoglou, Petros. Iterative Design of Teaching-Learning Sequences: Introducing the Science of Materials in European Schools (en). Dordrecht: Springer, 2015 — 79-bet. ISBN 978-94-007-7807-8.
↑ Martin, Joseph D. (2015). "What's in a Name Change? Solid State Physics, Condensed Matter Physics, and Materials Science". Physics in Perspective 17 (1): 3–32. doi:10.1007/s00016-014-0151-7. http://dro.dur.ac.uk/29168/1/29168.pdf.
↑ Channell, David F.. A History of Technoscience: Erasing the Boundaries between Science and Technology (en). Oxon: Routledge, 2017 — 225-bet. ISBN 978-1-351-97740-1.

Adabiyotlar

Ashby, Michael; Hugh Shercliff; David Cebon. Materials: engineering, science, processing and design, 1st, Butterworth-Heinemann, 2007. ISBN 978-0-7506-8391-3.
Askeland, Donald R.; Pradeep P. Phulé. The Science & Engineering of Materials, 5th, Thomson-Engineering, 2005. ISBN 978-0-534-55396-8.
Callister, Jr., William D.. Materials Science and Engineering – An Introduction, 5th, John Wiley and Sons, 2000. ISBN 978-0-471-32013-5.
Eberhart, Mark. Why Things Break: Understanding the World by the Way It Comes Apart. Harmony, 2003. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Gaskell, David R.. Introduction to the Thermodynamics of Materials, 4th, Taylor and Francis Publishing, 1995. ISBN 978-1-56032-992-3.
González-Viñas, W.; Mancini, H.L.. An Introduction to Materials Science. Princeton University Press, 2004. ISBN 978-0-691-07097-1.
Gordon, James Edward. The New Science of Strong Materials or Why You Don't Fall Through the Floor, eissue, Princeton University Press, 1984. ISBN 978-0-691-02380-9.
Mathews, F.L.; Rawlings, R.D.. Composite Materials: Engineering and Science. Boca Raton: CRC Press, 1999. ISBN 978-0-8493-0621-1.
Lewis, P.R.; Reynolds, K.; Gagg, C.. Forensic Materials Engineering: Case Studies. Boca Raton: CRC Press, 2003. ISBN 978-0-8493-1182-6.
Wachtman, John B.. Mechanical Properties of Ceramics. New York: Wiley-Interscience, John Wiley & Son's, 1996. ISBN 978-0-471-13316-2.
Chambers Dictionary of Materials Science and Technology Walker, P.: . Chambers Publishing, 1993. ISBN 978-0-550-13249-9.
Mahajan, S. (2015). "The role of materials science in the evolution of microelectronics" (en). MRS Bulletin 12 (40): 1079–1088. doi:10.1557/mrs.2015.276.

Qoʻshimcha oʻqish uchun

Timeline of Materials Science (Wayback Machine saytida 2011-07-27 sanasida arxivlangan) at The Minerals, Metals & Materials Society (TMS) – accessed March 2007
Burns, G.; Glazer, A.M.. Space Groups for Scientists and Engineers, 2nd, Boston: Academic Press, Inc., 1990. ISBN 978-0-12-145761-7.
Cullity, B.D.. Elements of X-Ray Diffraction, 2nd, Reading, Massachusetts: Addison-Wesley Publishing Company, 1978. ISBN 978-0-534-55396-8.
Giacovazzo, C; Monaco HL; Viterbo D; Scordari F; Gilli G. Fundamentals of Crystallography. Oxford: Oxford University Press, 1992. ISBN 978-0-19-855578-0.
Green, D.J.; Hannink, R.; Swain, M.V.. Transformation Toughening of Ceramics. Boca Raton: CRC Press, 1989. ISBN 978-0-8493-6594-2.
Lovesey, S. W.. Theory of Neutron Scattering from Condensed Matter; Volume 1: Neutron Scattering. Oxford: Clarendon Press, 1984. ISBN 978-0-19-852015-3.
Lovesey, S. W.. Theory of Neutron Scattering from Condensed Matter; Volume 2: Condensed Matter. Oxford: Clarendon Press, 1984. ISBN 978-0-19-852017-7.
O'Keeffe, M.; Hyde, B.G. (1996). "Crystal Structures; I. Patterns and Symmetry". Zeitschrift für Kristallographie – Crystalline Materials (Washington, DC: Mineralogical Society of America, Monograph Series) 212 (12): 899. doi:10.1524/zkri.1997.212.12.899. ISBN 978-0-939950-40-9.
Squires, G.L.. Introduction to the Theory of Thermal Neutron Scattering, 2nd, Mineola, New York: Dover Publications Inc., 1996. ISBN 978-0-486-69447-4.
The Rietveld Method Young, R.A.: . Oxford: Oxford University Press & International Union of Crystallography, 1993. ISBN 978-0-19-855577-3.

Havolalar

[:3-1] Callister, William. Materials Science and Engineering: An Introduction, 10th, Hoboken, NJ: Wiley, 2018 — 3–5-bet. ISBN 9781119321590.

[2] Eddy, Matthew Daniel. The Language of Mineralogy: John Walker, Chemistry and the Edinburgh Medical School 1750–1800. Ashgate Publishing, 2008 (2015-yil 3-sentyabrda asl nusxadan arxivlangan).

[smith-3] Smith, Cyril Stanley. A Search for Structure. MIT Press, 1981. ISBN 978-0-262-19191-3.

[:1-4] Defonseka, Chris. Polymer Fillers and Stiffening Agents: Applications and Non-traditional Alternatives (en). Berlin: Walter de Gruyter GmbH & Co KG, 2020 — 31-bet. ISBN 978-3-11-066999-2.

[5] Psillos, Dimitris; Kariotoglou, Petros. Iterative Design of Teaching-Learning Sequences: Introducing the Science of Materials in European Schools (en). Dordrecht: Springer, 2015 — 79-bet. ISBN 978-94-007-7807-8.

[martin-pip-6] Martin, Joseph D. (2015). "What's in a Name Change? Solid State Physics, Condensed Matter Physics, and Materials Science". Physics in Perspective 17 (1): 3–32. doi:10.1007/s00016-014-0151-7. http://dro.dur.ac.uk/29168/1/29168.pdf.

[:0-7] Channell, David F.. A History of Technoscience: Erasing the Boundaries between Science and Technology (en). Oxon: Routledge, 2017 — 225-bet. ISBN 978-1-351-97740-1.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]