วัสดุวิศวกรรม

"วัสดุ" หมายถึง สสารที่ทำขึ้นหรือประกอบขึ้นจากบางสิ่งบางอย่าง ตั้งแต่เริ่มอารยธรรมขึ้น มนุษย์เรารู้จักการนำวัสดุและพลังงานมาใช้ปรับระดับความเป็นอยู่ให้ดีขึ้นมาเป็นลำดับ ความจริงแล้ววัสดุอยู่รอบๆเพราะผลิตภัณฑ์หรือผลผลิตทุกอย่างทำขึ้นจากวัสดุทั้งสิ้น วัสดุที่มักพบใช้กันอยู่เสมอคือ ไม้ คอนกรีต อิฐ เหล็กกล้า พลาสติก แก้ว ยาง อลูมิเนียม ทองแดง และกระดาษ ซึ่งเราจะพบว่า วัสดุมีอยู่มากมายหลายชนิดเกินกว่าที่เราจะคาดคิด เพราะการพัฒนาและการวิจัยอย่างต่อเนื่องทำให้มีวัสดุใหม่เกิดขึ้นตลอดเวลา
ประเภทของวัสดุ ทางวิศวกรรม แบ่งเป็นประเภทใหญ่ๆ ได้ 3 ประเภท ได้แก่

• โลหะ
• พอลิเมอร์
• เซรามิกส์

วัสดุประเภทโลหะ
           ว้สดุประเภทนี้เป็นอนินทรียสาร ที่มีธาตุที่เป็นโลหะประกอบอยู่ด้วยอย่างน้อยหนึ่งธาตุและบางครั้งอาจมีธาตุที่ไม่ใช่โละหะบางชนิดเจือปนด้วย ตัวอย่างของธาตุที่เป็นโลหะเช่น เหล็ก ทองแดง อลูมิเนียม นิเกิล และไทเทเนียม ธาตุที่ใช่โลหะเช่น คาร์บอน ไนโตรเจน และออกซิเจน ซึ่งอาจปนอยู่ในโลหะได้ โดยปกติเป็นสื่อนำความร้อนและไฟฟ้าได้ดี

วัสดุประเภทโพลิเมอร์ (พลาสติกส์)
            พอลิเมอร์ส่วนใหญ่เป็นอินทรียสาร (มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ) โมเลกุลเป็นลูกโซ่ยาวหรือเป็นร่างแห โดยโครงสร้างแล้ว พอลิเมอร์ส่วนใหญ่ไม่มีรูปผลึก แต่บางชนิดมีโครงสร้างทั้งเป็นรูปผลึกและไม่มีไม่มีรูปผลึก ความแข็งแรงและความอ่อนเหนียวของพอลิเมอร์อาจแตกต่างกันได้มาก พอลิเมอร์นำไฟฟ้าไม่ดีเนื่งจากธรรมชาติของโครงสร้างภายใน บางชนิดเป็นฉนวนที่ดีและนำมาใช้เป็นฉนวนไฟฟ้า

ว้สดุประเภทเซรามิกส์
             คำว่า “เซรามิก (ceramic)” มีรากศัพท์มาจากภาษากรีกว่า keramos มีความหมายว่า ความร้อน คำจำกัดความของคำว่าเซรามิกคือ วัสดุที่เกิดจากการรวมกันของสารอนินทรีย์ ( inorganic ) ที่อุณหภูมิสูง และสำหรับคำจำกัดความตาม ASTM คือ วัสดุที่เริ่มต้นจาก สารอนินทรีย์ มาประกอบกันเกิดปฏิกิริยา ที่อุณหภูมิสูง เกิดการ Sintering และทำให้โครงสร้างผลึกเปลี่ยนไปจากเดิม (Sintering หมายถึง การที่อนุภาคของวัสดุเกิดการรวมชิดติดกันจนเกิดเป็นอนุภาคขนาดเปลี่ยนไปหรือเกิดเฟสใหม่ขึ้น)

เมื่อพูดถึงคำว่าเซรามิก คนทั่วไปมักจะนึกถึงผลิตภัณฑ์ประเภทต่าง ๆ ที่ใช้ในชีวิตประจำวันของเรา เช่น ผลิตภัณฑ์บนโต๊ะอาหารได้แก่ถ้วยกาแฟ จานชาม เหยือก พวกสุขภัณฑ์ อ่างล้างหน้า ที่ใส่สบู่ แก้วน้ำ กระเบื้องปูพื้นและบุผนัง กระเบื้องหลังคาเซรามิก โอ่ง กระถาง และของตกแต่งต่างๆ แต่ในความเป็นจริงแล้วจากนิยามของคำว่าเซรามิกเราจะพบว่าผลิตภัณฑ์เซรามิกนั้นมีมากกว่าที่กล่าวมาแล้วข้างต้น หลายคนคงไม่นึกว่าสิ่งของที่เราใช้อยู่ในชีวิตประจำวัน เช่น อุปกรณ์อิเลคโทรนิคต่างๆเช่นโทรศัพท์มือถือ โทรทัศน์ วิทยุ รถยนต์ อุปกรณ์ในเครื่องจักรต่างๆ อุปกรณ์ทางด้านการแพทย์ กระดูกเทียม ฟันปลอมจะมีส่วนที่เป็น เซรามิกประกอบอยู่ด้วย เกือบทั้งสิ้น