Η επιστήμη και μηχανική υλικών έχει ως στόχο την διερεύνηση των σχέσεων μεταξύ δομής, κατεργασίας και ιδιοτήτων των υλικών για την βελτιστοποίηση της απόδοσής τους. Στο μάθημα θα προσπαθήσουμε να κάνουμε αυτήν την σύνδεση για να εξηγήσουμε την μακροσκοπική συμπεριφορά των υλικών (π.χ., γιατί ο χάλυβας παραμορφώνεται δύσκολα ενώ το καουτσούκ εύκολα) διεισδύοντας σε διαφορετικές κλίμακες μήκους (ατομική, μεσοσκοπική) και εντοπίζοντας τα κρίσιμα χαρακτηριστικά και τις σχετικές διεργασίες.
Θα εξετάσουμε τον ρόλο της δομής ή της απουσίας της στον καθορισμό των ιδιοτήτων και στην μεταβολή τους με τις συνθήκες λειτουργίας του υλικού (π.χ., γιατί μειώνεται τόσο δραματικά η ακαμψία των άμορφων πολυμερών σε κάποια κρίσιμη θερμοκρασία). Η έμφαση του μαθήματος είναι κυρίως στην μηχανική και δευτερευόντος στην θερμική συμπεριφορά. (Οι οπτικές, ηλεκτρικές και μαγνητικές ιδιότητες θα μπορούσαν να συμπεριληφθούν μόνο σε εγκυκλοπαιδικό επίπεδο και παραλείπονται προς όφελος μιας ουσιαστικότερης κατανόησης των υπολοίπων).
- Ελαστική συμπεριφορά και διατομική ενέργεια
- Δομή υλικών και κρυσταλλογραφική περιγραφή
- Καταστάσεις πολυμερών και ελαστική συμπεριφορά ελαστομερών
- Αρχή της επαλληλίας και ανισοτροπία
- Απόκλιση από την γραμμική ελαστικότητα - πραγματικά και ονομαστικά μεγέθη
- Ατέλειες πλέγματος και πλαστική παραμόρφωση κρυστάλλων
- Πλαστική συμπεριφορά άμορφων υλικών και πολυμερών
- Θραύση
- Κόπωση
- Ερπυσμός
- περιγραφή των εννοιών του μαθήματος, αναγνώριση των ιδιοτήτων και απόδοσή τους στην δομή
- διάκριση μεταξύ των εννοιών του μαθήματος, εξήγηση των ιδιοτήτων με βάση την δομή
- συνδυασμός των εννοιών του μαθήματος, ανάπτυξη μιας εφαρμογής υλικού βάσει των ιδιοτήτων του
- σύνθεση των εννοιών του μαθήματος ώστε να απαντηθούν τεχνικά προβλήματα
- Επιστήμη και τεχνολογία των υλικών, William D. Callister, Jr.
- Υλικά (Μηχανική, επιστήμη, επεξεργασία και σχεδιασμός), Michael Ashby, Hugh Shercliff, David Cebon
- Gases, liquids and solids (and other states of matter), D. Tabor
- Mechanical behavior of materials, Thomas H. Courtney
- Mechanical behavior of materials, William F. Hosford
- The physics of polymers (concepts for understanding their structures and behavior), Gert Strobl
- Phase transformations in metals and alloys, D. A. Porter and K. E. Easterling
- Φυσική μεταλλουργία, Γ. Ν. Χαϊδεμενόπουλος
- Thermodynamics and kinetics in materials science (a short course), Boris S. Bockstein, Mikhail I. Medelev, David J. Srolovitz
- Kinetics of materials, Robert W. Balluffi, Samuel M. Allen, W. Craig Carter
- Anelastic and dielectric effects in polymeric solids, N. G. McCrum
- Introduction to dislocations, D. Hull and D. J. Bacon
- Συναφή επιστημονικά περιοδικά:
- Acta Materialia
- Nature Materials