Materiallære

Materiallære, eller materials science, er læren om materialers egenskaber, opførsel og optimering gennem forarbejdning og anvendelse. Den undersøger hvordan atomer og mikrostruktur giver makroskopiske egenskaber som styrke, sejhed, hårdhed, slidmodstand samt varme- og elektriske egenskaber, og hvordan disse egenskaber ændrer sig under temperatur, belastning og i forskellige miljøer. Formålet er at forstå og forudsige sammenhængen mellem struktur, bearbejdning og ydeevne samt at styre design og produktion.

Domænerne omfatter metaller og metallurgi, keramik og glas, polymerer og kompositter samt funktionelle og biomaterialer som halvledere, keramiske materialer og implantatmaterialer. Derudover studeres bæredygtige og energi-materialer som batterier, brændselsceller og katalysatorer. Til bearbejdningsteknikker hører støbning, smedning, ekstrudering, svejsning, overfladebehandling og additiv fremstilling, som alle bruges til at opnå ønsket mikrostruktur og egenskaber. Karakteriseringsteknikker som røntgendiffraktion, elektronmikroskopi, spektroskopi, termisk analyse og mekaniske prøver giver data om struktur, sammensætning og mekaniske egenskaber. Teoretiske værktøjer som fase-diagrammer, termodynamik og mekanik hjælper med at forudsige materialers opførsel under drift og aldring.

Anvendelser spænder fra design og produktion til elektronik, energi, transport og sundhedssektoren. Materiallære danner grundlaget for valg af materialer til konstruktion og produktion, fejlanalyse og vurdering af holdbarhed samt livscyklusvurderinger og bæredygtighed i design. Uddannelse i materiallære forbereder ingeniører til tværfaglige roller inden for forskning, design, kvalitetssikring og teknisk ledelse.