材料

微細構造によって分類された様々な材料。左上から時計回りに、スチール製キッチンコンテナ（金属）、テラコッタ製植木鉢（セラミック）、木製パレット（複合材料）、プラスチック（ポリマー）。

物質とは、物体を構成する物質または物質の混合物です。物質は純粋または不純、生物または無生物のいずれかです。物質は、物理的・化学的性質、地質学的起源、生物学的機能に基づいて分類できます。材料科学は、物質、その特性、そしてその応用を研究する学問です。

原材料は、精製、成形、あるいは他の材料の導入など、様々な方法で加工され、その特性を変化させることができます。また、原材料から合成することで、新しい材料を作り出すこともできます。

産業界では、材料は製品やより複雑な材料を生産するための製造プロセスへの投入物であり、 ^{[ 1 ]}使用される材料の性質と量は、契約コストが「時間と材料」ベースで計算される場合など、契約に基づく製品または納品のコストの計算の一部を構成することがあります。^{[ 2 ]}

歴史的要素

物質は人類の歴史を物語る。先史時代の三つの時代（石器時代、青銅器時代、鉄器時代）の体系の後には、19世紀の鉄鋼時代、19世紀半ばのポリマー時代（プラスチック時代）、そして20世紀後半のシリコン時代という有史時代が続いた。^{[ 3 ]}

材料は用途に応じて大まかに分類できます。たとえば、次のようになります。

材料選択とは、特定の用途にどの材料を使用するかを決定するプロセスです。

物質の構造は、物質によって長さのスケールが異なります。物質の構造と組成は、顕微鏡検査や分光法によって決定できます。

工学では、材料はその微視的構造に応じて分類することができる。^{[ 4 ]}^：15–17

メタマテリアルとは、天然物質には見られない特性を持つように設計された材料であり、通常は複数の材料を組み合わせて複合材料を形成したり、形状、幾何学、サイズ、向き、配置を調整したりして、望ましい特性を実現します。^{[ 5 ]}

発泡体や繊維製品の場合、化学構造は、発泡体の穴や繊維製品の織り方といった大規模な材料特性に比べると、すぐに観察できる特性とはあまり関係がありません。

材料は大規模な物理的特性によって比較したり分類したりすることができます。

機械的特性は、材料が加えられた力に対してどのように反応するかを決定します。例としては、剛性、強度、靭性、硬度などがあります。

材料は温度によって劣化したり、特性が変化したりすることがあります。熱特性には、材料の熱伝導率と熱容量も含まれ、これらは材料による熱エネルギーの移動と貯蔵に関係しています。

物質は、様々な条件下での挙動を定量的に測定することで比較・分類することができます。注目すべき追加特性としては、物質の光学的、電気的、磁気的挙動などが挙げられます。^{[ 4 ]}^{: 5–7}

^ 「MATERIALの定義」メリアム・ウェブスター2023年8月20日2023年8月29日閲覧。
^ Korotya, Eugeniya (2019年6月12日). 「タイム・アンド・マテリアル vs 固定価格：プロジェクトにはどちらを選ぶべきか？」 . Medium . 2025年3月27日閲覧。
^ 「歴史を形作った材料 | UNSWシドニー校材料科学・工学部」 UNSWサイト2023年8月29日閲覧。
^ ^a ^bアシュビー, マイケル; シャークリフ, ヒュー; セボン, デイビッド (2010). 『材料工学、科学、加工、設計』（第2版）オックスフォード: エルゼビア. ISBN 9781856178952。
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