שילוב של שני או יותר חומרים לצורך קבלת חומר חדש עם תכונות משופרות. דוגמאות: בטון, פיבר-גלס (fiberglass). החומר המרוכב עשוי ממטריצה שתפקידה לאגד את החלקיקים, ומחלקים משריינים שתפקידם להקנות חוזק. המטריצה יכולה להיות: פולימר, מתכת או חומר קרמי. החומר המחזק (סיבים או חלקיקם) יכול להיות: זכוכית, פחמן, בורון, חומר קרמי או חומר מתכתי. שימושים: ציוד ספורט (אופניים, ציוד לטניס וגולף), מטוסים ומכוניות מרוץ. הבטון המורכב מצמנט + מים + סלעים = הינו דוגמא לחומר מרוכב. הצמנט עצמו הוא תערובת של סיליקה, אלומינה ושל תחמוצת הסידן. לאחר ערבוב הצמנט, הוא מתקשה בטמפרטורת החדר. ניתן לשריין את הבטון באמצעות הוספת מוטות פלדה או רשת פלדה. אם נפעיל על הפלדה מאמץ מתיחה בעת התמצקות הבטון, כאשר נסיר את המאמץ בתום התהליך הבטון יהיה תחת מאמץ לחיצה, הדבר יגדיל את עמידות הבטון במאמצי מתיחה. קישורים בנושא חומרים מרוכבים
Composite Materials http://www.youtube.com/watch?v=Eq6Xj1UcIKg How To Make Your Own Carbon Fiber (Fibre) Parts http://www.youtube.com/watch?v=IAdVO8Rkv6c&feature=related בטון שקוף המעביר אור מוליכים למחצה
חומרים שתכונותיהם החשמליות בין מבודדים לבין מוליכים. התכונות החשמליות של חומרים אילו תלויות בנוכחות כמויות קטנות של אטומים מזהמים.בתעשיית המיקרו-אלקטרוניקה משתמשים בחד-גביש ענדי של צורן (סיליקון) שאותו חותכים לפרוסות דקות. בתום התהליך מכילה כל פרוסה אלפי רכיבים המשמשים בתעשיית המיקרו-אלקטרוניקה והמחשבים לבניית מחשבים. קישורים בנושא מוליכים למחצה, מיקרו-אלקטרוניקה וננו-חומרים
40 Years of Changing the World Photolithography Semiconductor http://www.youtube.com/watch?v=VI6Qxp9t4ow From sand to chip - How a CPU is made http://www.youtube.com/watch?v=-GQmtITMdas The Fabrication of Integrated Circuits http://www.youtube.com/watch?v=35jWSQXku74 From Sand to Silicon: the Making of a Chip http://www.youtube.com/watch?v=Q5paWn7bFg4 Amazing video - How the 22nm computer chips are made from silicon http://www.youtube.com/watch?v=lrsPzbUJwl8 Silicon Wafer Processing Animation How do they make Silicon Wafers and Computer Chips http://www.youtube.com/watch?v=aWVywhzuHnQ יש עוד מקום בתחתית - הרצאתו של פרופ' ריצ'ארד פיינמן משנת 1959 בנושא הננו-מערכות:
NanoEngineering Supermaterials NanoFuture Part 1/3 NanoFuture Part 2/3
NanoFuture Part 3/3
Scanning Probe Microscope קישורים בנושא שיטות איפיון חומרים
Materials Testing Laboratory Overview http://www.youtube.com/watch?v=zbTMCeL19oU Structure and function of the electron microscope http://www.youtube.com/watch?v=fToTFjwUc5M How a Scanning Electron Microscope works http://www.youtube.com/watch?v=sFSFpXdAiAM Molecular Dynamics Simulation of an Atomic Force Microscope http://www.youtube.com/watch?v=4fSyYaFGlUI
Scanning Tunneling Microscope http://www.youtube.com/watch?v=5g43LWUl18Y
Atomic Force Microscope http://www.youtube.com/watch?v=sswwa1kKmCA
IBM Measures the Force Required To Move Atoms http://www.youtube.com/watch?v=BUq2bQkL1zo
SPM as a surface analyzer | קבוצות חומרים
פולימורפיזם - אתר הבית של ד"ר דנה אשכנזי 
קישורים בנושא קבוצות חומרים
מתכות
דוגמאות: Au, Cu, Mg, Al, Ni, Fe, Cr, Ti. חומרים מתכתיים מתאפיינים במספר רב של אלקטרונים הנעים בתוך ענן אלקטרונים. המתכות מתאפיינות בהולכה תרמית וחשמלית גבוהות, ברק, משיכות (יכולת עיבוד פלסטי), חסינות טובה לשבר, עמידות גרועה בסביבות אגרסיביות. האטומים מסודרים במבנה גבישי. קיימים שלושה מבנים אופייניים עיקריים: FCC, BCC, HCP.
שימושים: בניינים, גשרים, מכוניות, מטוסים, רכבות, מנועים, ביו-רפואה (שתלים), מגנטים.
מטבע הזהב הגדול בעולם  גשר הזהב, סן-פרנסיסקו (יוני 2009). צילום: רפי אשכנזי
 גשר הזהב, סן-פרנסיסקו (יוני 2009). צילום: דנה אשכנזי
ברזל (Fe): חומר שצבעו אפור מבריק, מוליך טוב חשמלית ותרמית, משיך (קל לעיבוד), בעל תכונות מגנטיות, והינו חומר קל למחזור.
פלדה: חומר בעל חוזק גבוה שהינו שילוב בין ברזל לבין כמויות קטנות (בדרכ' פחות מ- 1%) של פחמן. פלדת אל-חלד, הקרויה בקיצור פלב"מ (stainless steel), הינה פלדה דלת-פחמן המכילה למעלה מ- 10% כרום (Cr). תוספת זאת של כרום היא המקנה לפלדה את עמידותה בקורוזיה (שיתוך). שימושים של ברזל ופלדות: שלד לגשרים, שלד לגורדי שחקים, רכיבים אלקטרונים, מסילות ברזל, מכוניות, מגנטים, מוצרי ספורט, צעצועים, מכונות תעשייתיות, מטבעות ועוד.
Iron - Periodic Table of Videos
http://www.youtube.com/watch?v=euQUgp5AY-Y The traditional Making of a Samurai Sword - Katana http://www.youtube.com/watch?v=rwQqtf86qOc אלומיניום (Al): מתכת אפורה, קלה ורכה, הניתנת לעיבוד בקלות, מוליכה טוב חשמל וחום ובעלת עמידות טובה בקורוזיה. חומר קל למחזור. שימושים: מסגרות לחלונות, מטוסים, פחיות לשתיה, רכיבים אלקטרונים, מארזים.
נחושת (Cu): מתכת כתומה המוליכה טוב חשמל וחום, משיכה וקלה לעיבוד, בעלת ריאקטיביות כימית נמוכה. באווירת לחות הנחושת נוטה ליצור תחמוצת ירוקה הקרויה פטינה. שכבת תחמוצת זאת מגינה על הנחושת מפני קורוזיה. קיימים שני נתכי נחושת שימושיים, הברונזה והפליז. הברונזה היא שילוב בין נחושת (Cu) לבין בדיל (Sn), הפליז הינו נתך של נחושת ואבץ (Zn). שימושים של נחושת ונתכיה: אריחים לציפוי קירות חיצוניים של מבנים, אריחים לציפוי גגות, חוטי חשמל, מעגלים מודפסים, מטבעות, חפצי אומנות, רכיבים תעשייתיים (צינורות,שסתומים, מוטות).
 המטמון מנחל משמר:
מגוון כלי ברונזה עתיקים שחלקם יוצרו בטכניקת השעווה האבודה
טיטניום: (Ti) מתכת קלה יחסית, בעלת חוזק גבוה, הולכה תרמית נמוכה יחסית למתכות, עמידות טובה בזעזועים ועמידות מצוינת בקורוזיה. שימושים: אריחי ציפוי לקירות, ביו-רפואה (שתלים), מוצרי ספורט, שלדות לאופניים ואופנועים, תכשיטים. Titanium - Periodic Table of Videos http://www.youtube.com/watch?v=MpFTQYynrc4
קישורים בנושא מתכות Smart materials http://www.youtube.com/watch?v=VU-dChOfkAg
How Do They Do It: Jet Engines http://www.youtube.com/watch?v=N8BvtihvZaE
Steelmaking: Blast Furnace http://www.youtube.com/watch?v=Yov7Z0rMyHI
Steelmaking: Oxygen steelmaking http://www.youtube.com/watch?v=qo50KxLU_34 Forging http://www.youtube.com/watch?v=tLRkOupbARM
Steelmaking: Raw materials http://www.youtube.com/watch?v=8x1Hf_U-1fo
Steelmaking: Shaping Steel http://www.youtube.com/watch?v=ikTdPFnGP2w
Steelmaking: Rolling http://www.youtube.com/watch?v=6xnKmt_gsLs&NR=1
Steelmaking: Continuous Casting http://www.youtube.com/watch?v=d-72gc6I-_E Guns, Germs and Steel Part 1 of 18
Gold Pour http://www.youtube.com/watch?v=DjWEQl8YOCg חומרים קרמיים
דוגמאות: SiO2 ,Al2O3 ,TiN ,SiC. חומרים המכילים אלמנטים מתכתיים ואל-מתכתיים. חומרים קרמים מתאפיינים בקשיות גבוהה, מבודדים מבחינה תרמית וחשמלית, עמידים בטמפרטורות גבוהות, פריכים, עמידים בסביבות אגרסיביות. שימושים: בניה, חומרים מבודדים תרמית, קבלים ורכיבים אלקטרונים.
קישורים בנושא חומרים קרמים
Mineralogy Deformation in Quartz http://www.youtube.com/watch?v=J0eDfox-0i0
The Virtual Gallery of Mineralogy – Trailer http://www.youtube.com/watch?v=W_09E810XGY פולימרים
מולקולת ענק המכילות את האלמנטים: C, H, (Cl, F, O, N). פולי=הרבה, מר=שרשראות. קבוצה זו מכילה מגוון עצום של חומרים כדוגמת חלבונים, פחמימות, דנ"א, עץ, וכן חומרים כדוגמת הפלסטיק והגומי. מאופיינים בטמפרטורות היתוך נמוכות, עמידות נמוכה בטמפרטורות גבוהות, צפיפות נמוכה, מבודדים תרמית וחשמלית. שימושים: דבקים, מיכלים, כלי בית ורהיטים, צמיגים, מארזים, חלקים בתעשיית הרכב, בניה (עץ), ביגוד, מזון.
קישורים בנושא פולימרים Fiorenzo Omenetto: Silk, the ancient material of the future A Golden Spider-Silk Textile at the Art Institute of Chicago http://www.youtube.com/watch?v=LFF68_bME9E&feature=youtu.be
 |
