Materialtilstand

Materialtilstand refererer til den fysiske tilstanden et materiale befinner seg i under gitte omgivelser, særlig temperatur og trykk. Den beskriver hvilken fase eller hvilken organisering av atomer som er til stede, for eksempel krystallinsk fast form, amorf fast form, flytende eller gass. Tilstanden påvirkes av kjemisk sammensetning og prosessering, og den kan endre seg når forholdene endres.

De viktigste fasene er fast, flytende, gass og plasma. Faste stoffer kan være krystallinske med regelmessig lang rekke ordnet struktur, eller amorfe hvor atomene står mer tilfeldig. Flytende har definert volum men former seg etter beholderen. Gasser fyller rommet og kan komprimeres; plasma er en ionisert gass ved høy energi.

Overganger mellom fasene kalles faseoverganger: smelting og frysing, fordamping og kondensasjon, samt sublimasjon. Trykk og temperatur styrer disse overgangene, og ofte brukes fasediagrammer som viser stabile og metastabile tilstander. Høyere trykk kan stabilisere ulike krystallmodeller, og triple point samt kritiske punkter er nøkkelpunkter i et fasesystem. I praksis beskriver faseturneringer også hvordan materialer oppfører seg ved forskjellige behandlinger og bruksforhold.

I materialvitenskap kan stoffer være i krystallinsk eller amorft fasetilstand, og overgang mellom disse kalles polymorfi. Glass er et eksempel på en amorf fast tilstand. Metastabile tilstander som underkjølt væske eller superkritisk fluid kan forekomme i spesielle forhold.

Tilstanden påvirker egenskaper som tetthet, elastisitet, varmeledning og elektrisk ledning, og dermed hvordan materialet oppfører seg under bearbeiding og bruk. Forståelse av materialtilstand er grunnleggende for valg av behandling, som oppvarming, avkjøling, herdning og forming.