materiaaliominaisuuksien

Materiaaliominaisuuksien käsite viittaa materiaaleihin liittyviin piirteisiin, jotka kuvaavat niiden käyttäytymistä ympäristössään sekä niiden suorituskykyä kuormituksessa ja olosuhteissa. Ominaisuudet jaotellaan yleensä mekaanisiin, termisiin, sähköisiin, magneettisiin, optisiin sekä kemiallisiin ominaisuuksiin; lisäksi voidaan huomioida fysikaaliset ja tribologiset ominaisuudet. Ominaisuudet ovat riippuvaisia materiaalin koostumuksesta, mikrorakenteesta sekä valmistusprosessista.

Mekaaniset ominaisuudet, kuten lujuus, jäykkyys, kovuus, sitkeys ja väsymiskestävyys, määrittelevät, kuinka materiaali kestää kuormitusta. Termiset ominaisuudet, kuten lämpöjohtavuus, ominaislämpökapasiteetti ja lämpölaajeneminen, vaikuttavat käyttöolosuhteissa. Sähköiset ominaisuudet (johtavuus, resistanssi, dielektrisyys) sekä magneettiset ominaisuudet (permeabiliteetti, magnetoituvuus) määrittelevät materiaalin soveltuvuuden sähkö- ja magneettisiin sovelluksiin. Optiset ominaisuudet, kuten läpinäkyvyys, värimetri ja refraktiokerroin, sekä kemialliset ominaisuudet, kuten korroosio- ja kemiallinen stabiilisuus, vaikuttavat valintoihin eri käyttökohteissa.

Ominaisuudet voivat muuttua olosuhteiden mukaan: lämpötilan, kosteuden, kuormituksen sekä ikääntymisen vaikutuksesta. Siksi ominaisuuksia mitataan standardoiduissa olosuhteissa, ja testausmenetelmät sekä standardit (esim. ISO, ASTM) määrittelevät menettelyt. Esimerkkejä testimetodeista ovat jännitys-testi, kovuus sekä termiset analyysit.

Tietokannat ja valmistajien tiedotteet keräävät ja esittävät ominaisuuksia, joita suunnittelussa käytetään. Materiaalivalinta perustuu useiden ominaisuuksien tasapainottamiseen sekä kustannus- ja valmistusrajoituksiin. Lähtökohtaisesti materiaaliominaisuuksien ymmärrys yhdistää materiaalin koostumuksen, mikrorakenteen ja prosessoinnin suorituskyvyn sovelluksesta riippuen.