# علم المواد

|  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- |
|

|  |  |  |
| --- | --- | --- |
|  | علم المواد |  |

 |
|  |
|  |
|   |
|

---

 |
|  |
| تعديل
 |

|  |
| --- |
|  لنك عشوائى |
| تصانيف | شوف كمان |
| مصطلحات | مهن جهاز| جوايز كل الليستات | علم المواد |

صورة لمكعب ثمانى الأوجه ماسى الشكل، بيظهر سبعة مستويات بلورية ، اتصورا باستخدام الميكروسكوب الإلكترونى الماسح.
ستة أنواع من مواد الهندسة التقليدية
**علم المواد** هو مجال متعدد التخصصات يهتم بفهم العلاقات بين بنية المواد و خصايصها، واستخدام دى المعرفة لتصميم مواد لتطبيقات محددة. بتأثر البنية الداخلية للمادة - من الترتيب الذرى لالخصايص الميكروسكوبية - تأثير كبير على سلوكها الميكانيكى والكهربائى والحرارى والبصرى. فى الممارسة الهندسية، فى الغالب بيتوصف علم وهندسة المواد بنموذج المعالجة-البنية-الخصايص-الأداء، حيث تحدد المعالجة البنية، وتحدد البنية الخصايص، وتتحكم الخصايص فى الاخر فى أداء المادة وقت الخدمة.

الجذور الفكرية لعلم المواد تعود لعصر التنوير ، حين ابتدا الباحثين بتوظيف التفكير التحليلى من الكيمياء والفيزياء والهندسة لفهم الملاحظات الظاهراتية القديمة فى علم المعادن وعلم الفلزات . و لسه علم المواد فيه عناصر من الفيزياء والكيمياء والهندسة. علشان كده ، على طول اعتبرته المؤسسات الأكاديمية فرع من المجالات دى بالصلة. من اربعينات القرن العشرين، ابتدا علم المواد يحظى باعتراف أوسع كمجال علمى وهندسى مستقل، و أنشأت الجامعات التكنولوجيا الكبرى حول العالم كليات متخصصة لدراسته.

بدراسة كيفية تأثير تاريخ المادة ( *عمليات التصنيع* ) على بنيتها و خصايصها و أدائها، قدم علما المواد إسهاماتٍ جليلة فى تطوير تكنولوجيات جديدة فى مجالات المواد الحيوية ، وعلم المعادن ، وتكنولوجيا النانو . كما يستعين مهندسو الطب الشرعى ومحللو الأعطال بعلم المواد لفهم أسبابو كيفية تعطل المكونات الحيوية،و ده يساعد على منع الحوادث الخطيرة والمكلفة فى مجالات زى الطيران .

## تاريخ

نصل سيف أو خنجر من أواخر العصر البرونزى
المادة المُختارة فى عصرٍ مُعيّن فى الغالب تُشكّل نقطةً فارقة. مراحل زى العصر الحجرى ، والعصر البرونزى ، والعصر الحديدى ، والعصر الفولاذى أمثلةً تاريخية، و إن كانت اعتباطية. بيعتبر علم المواد، المُستمدّ أصله من صناعة الخزف وما يُفترض أنه علم المعادن المُشتقّ منه، واحد من أقدم فروع الهندسة و العلوم التطبيقية. اتطور علم المواد الحديث مُباشرةً من علم المعادن ، اللى اتطور بدوره من استخدام النار. حدث اختراقٌ كبير فى فهم المواد فى أواخر القرن التسعتاشر، لما أثبت العالم الامريكانى جوزيا ويلارد جيبس أن الخصايص الديناميكية الحرارية المُتعلّقة بالبنية الذرية فى مختلف الأطوار ترتبط بالخصايص الفيزيائية للمادة. كانت العناصر المهمة فى علم المواد الحديث نتاج لسباق الفضاء ؛ فهم وهندسة السبايك المعدنية، ومواد السيليكا والكربون ، المُستخدمة فى بناء المركبات الفضائية اللى مكّنت من استكشاف الفضاء. ساهم علم المواد، وتأثر به، فى تطوير تكنولوجيات ثورية زى المطاط والبلاستيك وأشباه الموصلات و المواد الحيوية .

قبل ستينات القرن العشرين (وفى بعض الحالات لعقود لاحقة)، كانت كتير من أقسام *علوم المواد* اللى بعد كده أقسام لهندسة *المعادن* أو *السيراميك* ،و ده يعكس تركيز القرن التسعتاشر و أوائل القرن العشرين على المعادن والسيراميك. حفزت وكالة مشاريع البحوث المتقدمة نمو علوم المواد فى امريكا جزئى، حيث مولت سلسلة من المعامل الجامعية فى أوائل ستينات القرن العشرين، "لتوسيع البرنامج الوطنى للبحوث الأساسية والتدريب فى علوم المواد". وبالمقارنة مع الهندسة الميكانيكية، ركز مجال علوم المواد الناشئ على دراسة المواد من المستوى الكلي، وعلى تصميم المواد بناء على معرفة سلوكها على المستوى الميكروسكوبى. وبفضل المعرفة المتوسعة بالصلة بين العمليات الذرية والجزيئية، فضل عن الخصايص العامة للمواد، بقا تصميم المواد بيعتمد على خصايص محددة مرغوبة. توسع مجال علم المواد من ساعتها علشان يشمل كل فئات المواد، بما فيها السيراميك، والبوليمرات ، و أشباه الموصلات، و المواد المغناطيسية ، و المواد الحيوية، و المواد النانوية ، اللى بتتصنف عموم ل3 مجموعات متميزة: السيراميك، والمعادن، والبوليمرات. ويتمثل التغيير الأبرز فى علم المواد خلال العقود الأخيرة فى الاستخدام المكثف لمحاكاة الكومبيوتر لاكتشاف مواد جديدة، والتنبؤ بخصايصها، وفهم الظواهر.

## اساسيات

النموذج المادى ممثل فى شكل رباعى الأوجه (يسمى كمان النموذج المركزى لعلم وهندسة المواد)
المادة بتتعرف بأنها مادة (غالب ما تكون صلبة، لكن ممكن بتشمل حالات مكثفة تانيه) مُصممة للاستخدام فى تطبيقات محددة. توجد مواد لا حصر ليها من حولنا؛ علشان ممكن العثور عليها فى كل شيء من المبانى والعربيات لالمركبات الفضائية. بتشمل الفئات الرئيسية للمواد المعادن ، وأشباه الموصلات ، والسيراميك ، والبوليمرات : 5-6 تشمل المواد الجديدة والمتطورة اللى يجرى تطويرها المواد النانوية و المواد الحيوية ،: 10-12 ومواد الطاقة زى لا الحصر.

علم المواد يرتكز على دراسة التفاعل بين بنية المواد، وطرق تصنيعها، و خصايصها الناتجة. وبينتج ده التفاعل المعقد أداء المادة فى تطبيق محدد. وبتأثر كتير من الخصايص، عبر مختلف المقاييس، على أداء المادة، بدايه من العناصر الكيميائية المكونة لها، وبنيتها الميكروسكوبية ، وصول لخصايصها الكلية الناتجة عن عمليات التصنيع. ويسعى علما المواد، بالاستعانة بقوانين الديناميكا الحرارية والحركية، لفهم المواد وتحسينها.

### تركيب

التركيب واحد من أهمّ عناصر علم المواد. ويُاتعرف ده العلم بأنه يهتمّ بدراسة "العلاقات القائمة بين تركيب المواد و خصايصها". يدرس علم المواد تركيب المواد بدايه من المستوى الذرى وصول للمستوى العيانى. و توصيف المواد الطريقة اللى يستخدمها علما المواد لفحص تركيبها. ده بيشمل طرق زى حيود الأشعة السينية أو الإلكترونات أو النيوترونات ، و أنواع مختلفة من التحليل الطيفى والكيميائى ، زى مطيافية رامان ، و مطيافية تشتت الطاقة ، والكروماتوغرافيا ، والتحليل الحرارى ، وتحليل الميكروسكوب الإلكترونى ، و غيرها.

دراسة البنية فى المستويات اللى بعد كده .

#### التركيب الذرى

علم التركيب الذرى يتناول ذرات المواد،و كيفية ترتيبها لتكوين الجزيئات والبلورات، وما لذلك. وينشأ جزء كبير من الخصايص الكهربائية و المغناطيسية والكيميائية للمواد من المستوى ده من التركيب. وبتتقاس أطوال دى الخصايص بوحدة الأنجستروم ( Å ). وكلٌّ من الترابط الكيميائى والترتيب الذرى (علم البلورات) أساسيين لدراسة خصايص وسلوك أى مادة.

##### الترابط

للحصول على فهم كامل لبنية المادةو كيفية ارتباطها بخصايصها، لازم على عالم المواد دراسة كيفية ترتيب الذرات و الأيونات والجزيئات المختلفة وترابطها مع بعضها . يتضمن كده دراسة وتطبيق الكيمياء الكمية أو الفيزياء الكمية . كما بتساهم فيزياء الحالة الصلبة وكيمياء الحالة الصلبة والكيمياء الفيزيائية فى دراسة الروابط والبنية.

##### علم البلورات

التركيب البلورى لبيروفسكايت ليه الصيغة الكيميائية ABX 3
علم البلورات هو العلم اللى يدرس ترتيب الذرات فى المواد الصلبة البلورية. علم البلورات أداةً قيّمةً لعلما المواد. من المفاهيم الأساسية المتعلقة بالبنية البلورية للمادة وحدة الخلية ، هيا أصغر وحدة فى الشبكة البلورية (الشبكة الفراغية) اللى تتكرر لتكوين البنية البلورية الكلية. بتشمل اكتر المواد البنائية انتشار الشبكات المتوازية المستطيلة والسداسية. فى البلورات الأحادية ، فى الغالب يسهل ملاحظة تأثيرات الترتيب البلورى للذرات على المستوى العياني، لأن الأشكال الطبيعية للبلورات تعكس البنية الذرية.كمان ، فى الغالب تتحكم العيوب البلورية فى الخصايص الفيزيائية. فهم البنى البلورية شرط أساسى لفهم العيوب البلورية . بتشمل أمثلة العيوب البلورية الانخلاعات، بما فيها الانخلاعات الحافية واللولبية والفراغات والذرات البينية الذاتية، و غيرها، هيا عيوب خطية ومستوية وثلاثية الأبعاد. بتشمل المواد الجديدة والمتطورة اللى يجرى تطويرها المواد النانوية و المواد الحيوية . فى الغالب، مافيش المواد على شكل بلورة أحادية، لكن فى صورة متعددة البلورات، كمجموعة من البلورات أو الحبيبات الصغيرة ذات التوجهات المختلفة. للسبب ده ، تلعب طريقة حيود المساحيق ، اللى تستخدم أنماط حيود العينات متعددة البلورات ذات العدد الكبير من البلورات، دور مهم فى تحديد البنية. تمتلك معظم المواد بنية بلورية، لكن بعض المواد المهمة لا بتبيين بنية بلورية منتظمة. بتبيين البوليمرات درجات متفاوتة من التبلور، و كتير منها غير متبلور تمام. الزجاج و بعض أنواع السيراميك و كتير من المواد الطبيعية غير متبلورة ، أى ما عندهاش أى ترتيب ذرى طويل المدى. يجمع علم دراسة البوليمرات بين عناصر الديناميكا الحرارية الكيميائية و الإحصائية لتقديم أوصاف ديناميكية حرارية وميكانيكية للخواص الفيزيائية.

#### بنية نانوية

المواد اللى بتشكل ذراتها وجزيئاتها مكونات على المستوى النانوى (أى أنها بتشكل هياكل نانوية) بتتسمما بالمواد النانوية. المواد النانوية موضوع بحوث مكثفة فى مجال علوم المواد نظر لخصايصها الفريدة.

بنية نانوية من باكمنستر فوليرين
البنية النانوية تتعامل مع الأجسام والهياكل اللى تتراوح أبعادها بين 1 و100 فى نطاق النانومتر. فى كتير من المواد، تتكتل الذرات أو الجزيئات لتشكيل أجسام على المستوى النانوى. وده ما يُسبب كتير من الخصايص الكهربائية و المغناطيسية والبصرية والميكانيكية المثيرة للاهتمام.

عند وصف الهياكل النانوية، ضرورى التمييز بين عدد الأبعاد على المقياس النانوى .

الأسطح ذات البنية النانوية تتميز *ببعد واحد* على المستوى النانوي، يعنى سمك سطح الجسم بس يتراوح بين 0.1 و 100. نانومتر.

للأنابيب النانوية *بعدين* على المقياس النانوي، يعنى قطر الأنبوب يتراوح بين 0.1 و 100 نانومتر؛ ممكن يكون طوله اكبر بكثير.

الجسيمات النانوية الكروية تمتلك *3 أبعاد* على المقياس النانوي، يعنى حجم الجسيم يتراوح بين 0.1 و 100 يبلغ حجم الجسيمات النانوية نانومتر فى كل بُعد مكانى. فى الغالب بيستخدم مصطلحا الجسيمات النانوية والجسيمات فائقة الدقة (UFP) بشكل مترادف، رغم ان حجم الجسيمات فائقة الدقة ممكن يسبب نطاق الميكرومتر. بيستخدم مصطلح "البنية النانوية" فى العاده عند الإشارة لالتكنولوجيا المغناطيسية. أما فى علم الأحياء، فبتتسمما البنية النانوية فى الغالب بالبنية فائقة الدقة .

#### البنية الميكروسكوبية

البنية الميكروسكوبية للبيرلايت
البنية الميكروسكوبية بتتعرف بأنها بنية سطح مُجهَّز أو رقاقة رقيقة من مادة ما، كما تظهر تحت الميكروسكوب عند تكبير يزيد عن 25 ضعف . هيا تتعامل مع الأجسام اللى يتراوح حجمها من 100 يتراوح حجم البنية الميكروسكوبية للمادة من نانومتر لشوية سنتيمترات. ممكن بتأثر البنية الميكروسكوبية للمادة (اللى ممكن تصنيفها بشكل عام لمعادن، وبوليمرات، وسيراميك، ومواد مركبة) تأثير كبير على الخصايص الفيزيائية زى القوة، والمتانة، والليونة، والصلابة، ومقاومة التآكل، وسلوكها فى درجات الحرارة العالية والمنخفضة، ومقاومة التآكل، وما لذلك. معظم المواد التقليدية ( زى المعادن والسيراميك) ذات بنية ميكروسكوبية.

تصنيع بلورة مثالية لأى مادة أمر مستحيل فيزيائى. فزى ، تحتوى أى مادة بلورية على عيوب زى الرواسب ، وحدود الحبيبات ( علاقة هول-بيتتش )، والفراغات، والذرات البينية، أو الذرات الاستبدالية. يكشف التركيب الميكروسكوبى للمواد عن دى العيوب الاكبر، و أوفرت التطورات فى مجال المحاكاة فهم أعمق لكيفية استخدام دى العيوب لتحسين خصايص المواد.

#### البنية الكلية

البنية الكلية هيا مظهر المادة على نطاق يتراوح من المليمترات للأمتار، هيا بنية المادة كما تُرى بالعين المجردة.

### خصايص

المواد تتميز بخصايص مالهاش عدد ، بما فيها .

* الخواص الميكانيكية، انظر مقاومة المواد
* الخواص الكيميائية، انظر الكيمياء
* الخصايص الكهربائية، انظر الكهرباء
* الخصايص الحرارية، انظر الديناميكا الحرارية
* الخصايص البصرية، انظر البصريات والفوتونيات
* الخصايص المغناطيسية، انظر المغناطيسية

خصايص المادة تحدد مدى قابليتها للاستخدام، و علشان كده تطبيقاتها الهندسية.

### تصنيع

عملية التخليق و التصنيع تتضمن إنتاج مادة ذات بنية دقيقة ونانوية محددة. مش ممكن استخدام أى مادة فى الصناعة الا اذا يتم تطوير طريقة إنتاج مجدية اقتصادى لها. علشان كده، بيعتبر تطوير طرق تصنيع فعّالة واقتصادية للمواد أمر حيوى فى مجال علم المواد. وتتطلب المواد المختلفة طرق تصنيع أو معالجة مختلفة. فزى ، على طول ميّزت معالجة المعادن عصور تاريخية زى العصر البرونزى والعصر الحديدى ، وتُدرس ضمن فرع من علم المواد بيتسما *علم المعادن الفيزيائي* . كما بتستعمل الطرق الكيميائية والفيزيائية لتصنيع مواد تانيه زى البوليمرات والسيراميك و أشباه الموصلات و الأغشية الرقيقة . من مطلع القرن الواحد و عشرين، يجرى تطوير طرق جديدة لتصنيع المواد النانوية زى الجرافين .

### الديناميكا الحرارية

مخطط طورى لنظام ثنائى يوضح نقطة التصلب
علم الديناميكا الحرارية يهتم بالحرارة و درجة الحرارة وعلاقتهم بالطاقة والشغل . هو يُاتعرف متغيراتٍ كلية ، زى الطاقة الداخلية و الإنتروبيا والضغط ، اللى تصف جزئى جسم من المادة أو الإشعاع. وبيقول أن سلوك دى المتغيرات يخضع لقيود عامة مشتركة بين كل المواد. وبتعبر القيود دى العامة عن نفسها فى قوانين الديناميكا الحرارية ال 4 . بيوصف علم الديناميكا الحرارية السلوك الكلى للجسم، مش السلوك الميكروسكوبى لأعدادى هائلة من مكوناته الميكروسكوبية، زى الجزيئات. ويتم وصف سلوك دى الجسيمات الميكروسكوبية، وقوانين الديناميكا الحرارية، بالميكانيكا الإحصائية . علم الديناميكا الحرارية أساسى فى علم المواد، علشان بيشكل حجر الزاوية لمعالجة الظواهر العامة فى علم وهندسة المواد، بما فيها التفاعلات الكيميائية، و المغناطيسية، والاستقطابية، والمرونة. كما يُفسّر أدوات أساسية زى مخططات الأطوار ومفاهيم زى توازن الأطوار.

### الحركية

الحركية الكيميائية هيا دراسة معدلات تغير الأنظمة اللى مش متوازنة تحت تأثير قوى مختلفة. وعند تطبيقها على علم المواد، فإنها تتناول كيفية تغير المادة مع مرور الوقت (انتقالها من حالة عدم التوازن لحالة التوازن) نتيجة تطبيق مجال معين. كما أنها تُفصّل معدل العمليات المختلفة اللى بتحصل فى المواد، بما فيها الشكل والحجم والتركيب والبنية. الانتشار عامل مهم فى دراسة الحركية الكيميائية، فهو الآلية الاكتر انتشار لتغير المواد. و الحركية الكيميائية أساسية فى معالجة المواد، لأنها، من أمور تانيه، تُفصّل كيفية تغير البنية الميكروسكوبية عند تطبيق الحرارة.

## بحث

عدد الأعمال فى مجال علم المواد فى قاعدة بيانات OpenAlex حسب السنة - سنة 2025، أفادت *مجلة Nature بزيادة كبيرة فى حجم المقالات خلال ال سنتين الماضيين فى المجالات اللى ليها صله، مشيرةً لأنها ترتبط ارتباط وثيق بتطوير تكنولوجيات الجيل اللى بعد كده الخضراء اللى بتزيد شعبيتها، وتزايد إنتاج المقالات من دول و مناطق معينة تولى المجال ده أولوية.*
علم المواد مجال بحثى نشط للغاية. فل جانب أقسام علم المواد، تشارك أقسام الفيزياء والكيمياء و كتير من أقسام الهندسة فى أبحاث المواد. وتغطى أبحاث المواد نطاق واسع من المواضيع؛ وتُسلّط القائمة اللى بعد كده ، اللى مش شاملة، النور على بعض مجالات البحث المهمة.

### المواد النانوية

المواد النانوية، حسب المبدأ، تصف المواد اللى يتراوح حجم وحدتها الواحدة (فى بُعد واحد على الأقل) بين 1 و1000 نانومتر ( 10⁻⁹ متر)، لكن فى العاده تكون 1 نانومتر – 100 يتبنى البحث فى مجال المواد النانوية نهج قائم على علم المواد فى مجال تكنولوجيا النانو ، مستفيدًا من التطورات فى قياس المواد وتصنيعها، اللى اتطورت لدعم أبحاث التصنيع الدقيق . فى الغالب تتمتع المواد ذات البنية النانوية بخصايص بصرية أو إلكترونية أو ميكانيكية فريدة. بيتصنف مجال المواد النانوية، على مثال مجال الكيمياء التقليدي، لمواد نانوية عضوية (قائمة على الكربون)، زى الفوليرين، ومواد نانوية غير عضوية قائمة على عناصر تانيه، زى السيليكون. بتشمل أمثلة المواد النانوية الفوليرين ، و أنابيب الكربون النانوية ، والبلورات النانوية، و غيرها.

صورة ميكروسكوبية إلكترونية ماسحة لحزم أنابيب الكربون النانوية
### المواد الحيوية

الصدف المتلألئ جوه صدفة النوتيلوس
المادة الحيوية هيا أى مادة أو سطح أو بنية بتتفاعل مع الأنظمة البيولوجية . يشمل علم المواد الحيوية عناصر من الطب وعلم الأحياء والكيمياء وهندسة الأنسجة وعلم المواد. ممكن استخلاص المواد الحيوية من الطبيعة أو تصنيعها مخبرى باستخدام مناهج كيميائية متنوعة، و ده باستخدام مكونات معدنية أو بوليمرات أو خزف حيوى أو مواد مركبة . وغالب ما تُصمم دى المواد أو تُكيّف لتطبيقات طبية، زى الأجهزة الطبية الحيوية اللى توصل وظيفة طبيعية أو تعززها أو تحل محلها. تكون دى الوظايف حميدة، زى ما هو الحال فى صمامات القلب ، أو ممكن تكون نشطة بيولوجى ذات وظايف تفاعلية اكتر، زى غرسات مفصل الورك المطلية بهيدروكسيلاباتيت . كما بتستعمل المواد الحيوية يومى فى طب الأسنان والجراحة و إيصال الأدوية. فزى ، ممكن زرع هيكل مُشبع بمنتجات صيدلانية فى الجسم،و ده يسمح بإطلاق الدواء ببطء على مدى فترة زمنية طويلة. تكون المادة الحيوية كمان طعم ذاتى أو طعم من متبرع أو طعم من حيوان آخر ، بتستعمل كمادة لزراعة الأعضاء .

### إلكتروني، بصري، و مغناطيسى

أشباه الموصلات والمعادن والسيراميك اليوم بتستعمل لتشكيل أنظمة معقدة للغاية، زى الدوائر الإلكترونية المتكاملة و الأجهزة الكهروضوئية ووسائط التخزين المغناطيسية والبصرية.

المادة الفائقة ذات معامل الانكسار السالب
أشباه الموصلات مثال تقليدى على النوع ده من المواد. فهى مواد ذات خصايص متوسطة بين الموصلات والعوازل . وتتأثر موصليتها الكهربائية بشدة بتركيز الشوائب،و ده يسمح باستخدام التطعيم لتحقيق الخصايص الإلكترونية المطلوبة. علشان كده ، بتشكل أشباه الموصلات أساس الكومبيوتر التقليدى.

المجال ده كمان يشمل مجالات بحثية جديدة زى المواد فائقة التوصيل ، و الإلكترونيات الدورانية ، و المواد الفائقة ، وما لذلك. تتضمن دراسة دى المواد معرفة علم المواد وفيزياء الحالة الصلبة أو فيزياء المادة المكثفة .

### علم المواد الكومبيوترى

مع التطور المستمر فى القدرة الكومبيوترية، بقا من الممكن محاكاة سلوك المواد. وده يمكّن علما المواد من فهم سلوكها وآلياتها، وتصميم مواد جديدة، وتفسير خصايص كانت غامضة فى السابق. تركز الجهود المبذولة فى مجال هندسة المواد الكومبيوترية المتكاملة الايام دى على دمج الأساليب الكومبيوترية مع التجارب لتقليل الوقت والجهد اللازمين لتحسين خصايص المواد لتطبيق معين بشكل كبير. ده بيشمل محاكاة المواد على كل المقاييس، باستخدام أساليب زى نظرية الكثافة الوظيفية ، والديناميكا الجزيئية ، ومونت كارلو ، وديناميكا الانخلاع، ومجال الطور ، والعناصر المحدودة ، و غيرها الكثير.

## صناعة

حاويات المشاريب المصنوعة من كل أنواع المواد الثلاثة: السيراميك (الزجاج)، والمعدن (الألومنيوم)، والبوليمر (البلاستيك).
يمكن للتطورات الجذرية فى مجال المواد أن تدفع نحو ابتكار منتجات جديدة أو لحد صناعات جديدة، لكن الصناعات المستقرة توظف كمان علما المواد لإجراء تحسينات تدريجية ومعالجة المشكلات المتعلقة بالمواد المستخدمة حالى. بتشمل التطبيقات الصناعية لعلم المواد تصميم المواد، وموازنة التكلفة والعائد فى الإنتاج الصناعى للمواد، وطرق المعالجة ( الصب ، والدرفلة ، واللحام ، وزرع الأيونات ، ونمو البلورات ، وترسيب الأغشية الرقيقة ، والتلبيد ، ونفخ الزجاج ، وما لذلك)، و الأساليب التحليلية (أساليب التوصيف زى الميكروسكوب الإلكترونى ، وحيود الأشعة السينية ، و قياس السعرات الحرارية ، والميكروسكوب النووى (HEFIB) ، والتشتت العكسى لروذرفورد ، وحيود النيوترونات ، وتشتت الأشعة السينية بزاوية صغيرة (SAXS)، وما لذلك).

جنب توصيف المواد، يتعامل عالم أو مهندس المواد كمان مع استخلاص المواد وتحويلها لأشكال مفيدة. علشان كده، صبّ السبايك ، وطرق المسابك ، واستخلاص الحديد من أفران الصهر ، والاستخلاص الإلكتروليتى ، جزء من المعرفة المطلوبة لمهندس المواد. فى الغالب يؤثر وجود أو غياب أو اختلاف كميات صغيره من العناصر والمركبات الثانوية فى المادة الخام تأثير كبير على الخصايص النهائية للمواد المنتجة. زى ، بتتصنف أنواع الفولاذ بناء على نسب وزن الكربون وعناصر السبايك التانيه اللى تحتويها، اللى تتراوح بين 1/10 و1/100. علشان كده، طرق الاستخلاص والتنقية المستخدمة لاستخلاص الحديد فى فرن الصهر قد بتأثر على جودة الفولاذ المُنتَج.

المواد الصلبة عموم بتتصنف ل3 فئات أساسية: السيراميك، والمعادن، والبوليمرات. يعتمد ده التصنيف الواسع على التركيب التجريبى والبنية الذرية للمواد الصلبة، وتندرج معظم المواد الصلبة ضمن واحده من دى الفئات. ومن الأمثلة الشائعة على المنتجات المصنوعة من كل نوع من دى المواد، عبوات المشاريب. ولكل نوع من أنواع المواد المستخدمة فى صناعة عبوات المشاريب مزايا وعيوب مختلفة، تبع للمادة المستخدمة. فالعبوات المصنوعة من السيراميك (الزجاج) شفافة بصرى، و مش منفذة لتانى أكسيد الكربون، ورخيصة نسبى، وسهلة إعادة التدوير، لكن ثقيلة الوزن وسهلة الكسر. أما العبوات المصنوعة من المعادن (سبايك الألومنيوم) فهى قوية نسبى، وتشكل حاجز كويس قدام انتشار تانى أكسيد الكربون، وسهلة إعادة التدوير. بس، دى العبوات معتمة، ومكلفة الإنتاج، وسهلة الانبعاج والثقب. أما البوليمرات (بلاستيك البولى إيثيلين) فهى قوية نسبى، و ممكن تكون شفافة بصرى، ورخيصة الوزن وخفيفة الوزن، وقابلة لإعادة التدوير، لكن مش مقاومة لتانى أكسيد الكربون زى الألومنيوم والزجاج.

### السيراميك و الزجاج

أجزاء محامل سيراميك Si 3 N 4
من تطبيقات علم المواد التانيه دراسة السيراميك والزجاج ، وهما من اكتر المواد هشاشةً المهمه الصناعية. يتميز كتير من السيراميك والزجاج بروابط تساهمية أو أيونية-تساهمية، حيث تانى أكسيد السيليكون ( SiO₂ ) وحدة بناء أساسية. فى العاده بيتشاف السيراميك - اللى مش ضرورى الخلط بينه وبين الطين الخام اللى مش محروق - فى شكل بلورى. تحتوى الغالبية العظمى من أنواع الزجاج التجارى على أكسيد معدنى منصهر مع السيليكا. عند درجات الحرارة العالية المستخدمة فى تحضير الزجاج، تكون المادة سائلة لزجة تتصلب لحالة مش منتظمة عند التبريد. تعتبر ألواح الشبابيك والنظارات أمثلة مهمة على ذلك. بتستعمل ألياف الزجاج كمان فى الاتصالات بعيدة المدى والنقل البصرى. زجاج كورنينج غوريلا المقاوم للخدش مثال معروف على تطبيق علم المواد لتحسين خصايص المكونات الشائعة بشكل جذرى.

الخزفيات الهندسية معروفه بصلابتها وثباتها تحت درجات الحرارة العالية والضغط و الإجهاد الكهربائى. يُصنع الألومينا وكربيد السيليكون وكربيد التنجستن من مسحوق ناعم لمكوناتها فى عملية تلبيد باستخدام مادة رابطة. يوفر الكبس الساخن مادة ذات كثافة أعلى. ممكن للترسيب الكيميائى للبخار وضع طبقة رقيقة من السيراميك على مادة تانيه. أما السيرميتات فهى جزيئات سيراميكية فيها بعض المعادن. تُستمد مقاومة التآكل للأدوات من الكربيدات الملبدة، حيث تُضاف فى العاده المرحلة المعدنية من الكوبالت والنيكل علشان تعديل الخصايص.

يمكن تعزيز خصايص السيراميك بشكل ملحوظ للتطبيقات الهندسية باستخدام مبدأ انحراف الشقوق . تتضمن دى العملية إضافة جزيئات الطور التانى بشكل استراتيجى جوه مصفوفة السيراميك، مع تحسين شكلها وحجمها و توزيعها لتوجيه انتشار الشقوق والتحكم فيه. يعزز النهج ده مقاومة الكسر،و ده يمهد الطريق لإنتاج أنواع متطورة وعالية الأداء من السيراميك فى مختلف الصناعات.

### المواد المركبة

أ 6 خيط كربونى بقطر ميكرومتر (يمتد من أسفل اليسار لأعلى اليمين) موضوع فوق شعرة بشرية اكبر بكثير
من التطبيقات التانيه لعلم المواد فى الصناعة تصنيع المواد المركبة . هيا مواد ذات بنية محددة تتكون من طورين أو اكتر من الأطوار الميكروسكوبية.

تتراوح التطبيقات من العناصر الإنشائية زى الخرسانة المسلحة بالفولاذ، لبلاطات العزل الحراري، اللى تلعب دور رئيسى و أساسى فى نظام الحماية الحرارية لمكوك الفضاء التبع ناسا، اللى بيستخدم لحماية سطح المكوك من حرارة دخوله الغلاف الجوى للأرض. ومن الأمثلة على ذلك الخرسانة المسلحة بالكربون (RCC)، هيا مادة رمادية فاتحة اللون، تتحمل درجات حرارة الدخول اللى توصل ل1,510 °C (2,750 °F)يحمى ده المركب حواف الجناح القدامية وغطاء مقدمة مكوك الفضاء. بيتكون مركب من طبقات مصفحة مصنوعة من قماش رايون الجرافيت ومشبعة براتنج فينولى . بعد المعالجة الحرارية فى درجة حرارة عالية فى جهاز التعقيم ، تُخضع الطبقات لعملية التحلل الحرارى لتحويل الراتنج لكربون، بعدين تُشبع بكحول الفرفوريل فى اوضه مفرغة من الهواء، وتُعالج حرارى تانى لتحويل كحول الفرفوريل لكربون. ولتوفير مقاومة للأكسدة لضمان إمكانية إعادة الاستخدام، تُحوّل الطبقات الخارجية من مركب RCC لكربيد السيليكون .

يمكن ملاحظة أمثلة تانيه فى الأغلفة البلاستيكية لأجهزة التيليڤزيون والهواتف المحمولة و غيرها. فى العاده تكون دى الأغلفة البلاستيكية مصنوعة من مادة مركبة تتكون من مصفوفة لدن بالحرارة زى أكريلونيتريل بوتادين ستايرين (ABS)، حيث تُضاف ليها مواد زى طباشير كربونات الكالسيوم أو التلك أو الألياف الزجاجية أو ألياف الكربون لزيادة قوتها أو حجمها أو تشتيتها الكهروستاتيكى . ويمكن تسمية دى الإضافات بالألياف المقوية أو المشتتات، و ده بحسب الغرض منها.

### البوليمرات

الوحدة المتكررة لبوليمر البولى بروبيلين
البوليمرات هيا مركبات كيميائية تتكون من عدد كبير من المكونات المتدورة المرتبطة ببعضها كالسلاسل. البوليمرات المواد الخام (الراتنجات) المستخدمة فى صناعة اللى يتعرف فى العاده بالبلاستيك والمطاط . البلاستيك والمطاط هما المنتج النهائي، ويتم إنتاجهما بعد إضافة بوليمر واحد أو اكتر أو مواد مضافة لالراتنج وقت عملية التصنيع، بعدين بيشكل الراتنج لشكله النهائى. بتشمل أنواع البلاستيك، اللى كانت ولسه منتشرة الاستخدام، البولى إيثيلين ، والبولى بروبيلين ، والبولى فينيل كلوريد (PVC)، والبوليسترين ، والنايلون ، والبوليستر ، و الأكريليك ، والبولى يوريثان ، والبولى كربونات . أما أنواع المطاط فتشمل المطاط الطبيعي، ومطاط الستايرين-بوتادين ، والكلوروبرين ، ومطاط البوتادين . بتتصنف أنواع البلاستيك عموم لبلاستيك *تجاري* ، وبلاستيك *متخصص* ، وبلاستيك *هندسى .*

*عبوات بوليمر البوليسترين الموسع
كلوريد البولى فينيل (PVC) بيستخدم بصوره كبيره، و هو غير مكلف، وبينتج بكميات كبيرة كل سنه. يُناسب مجموعة واسعة من التطبيقات، من الجلود الصناعية لالعزل الكهربائى والكابلات والتغليف والحاويات . تتميز عملية تصنيعه ومعالجته بالبساطة والرسوخ. وتعود مرونة استخدامات PVC لتنوع الملدنات و المواد المضافة التانيه اللى يقبلها. يشير مصطلح "المواد المضافة" فى علم البوليمرات لالمواد الكيميائية والمركبات اللى تُضاف لقاعدة البوليمر علشان تعديل خصايصها.

البولى كربونات فى العاده بيعتبر من أنواع البلاستيك الهندسى (ومن الأمثلة التانيه PEEK وABS). بيتقدر النوع ده من البلاستيك لقوته الفائقة و خصايصه المادية المميزة التانيه. ولا بيستخدم فى العاده فى التطبيقات ذات الاستخدام الواحد، عكس أنواع البلاستيك التجارية. البلاستيك المتخصص هو مواد ذات خصايص فريدة، زى القوة الفائقة، والتوصيل الكهربائي، والتألق الكهربائي، والاستقرار الحرارى العالي، وما لذلك.

الخطوط الفاصلة بين أنواع البلاستيك المختلفة ما بتعتمدش على المادة المصنعة منها، لكن على خصايصها واستخداماتها. فزى ، بيعتبر البولى إيثيلين (PE) بوليمر رخيص ومنخفض الاحتكاك، وبيستخدم فى العاده فى صناعة الأكياس اللى بتستعمل لمرة واحدة للتسوق والنفايات، وبيعتبر من أنواع البلاستيك الأساسية. أما البولى إيثيلين متوسط الكثافة (MDPE) فبيستخدم فى أنابيب الغاز والميه تحت الأرض، فى الوقت نفسه بيعتبر نوع آخر بيتسما البولى إيثيلين فائق الوزن الجزيئى (UHMWPE) بلاستيك هندسى بيستخدم بصوره كبيره فى قضبان الانزلاق للمعدات الصناعية و فى تجويف منخفض الاحتكاك فى مفاصل الورك المزروعة.

### سبايك معدنية

حبل سلكى مصنوع من سبيكة فولاذية
سبايك الحديد ( الفولاذ ، والفولاذ المقاوم للصدأ ، والحديد الزهر ، وفولاذ الأدوات ، وسبايك الفولاذ ) تشكل النسبة الاكبر من المعادن اليوم حسب الكمية والقيمة التجارية.

خلط الحديد بنسب متفاوتة من الكربون بينتج أنواع مختلفة من الفولاذ، منها منخفض الكربون، ومتوسط الكربون، وعالى الكربون . ولا بيعتبر سبيكة الحديد والكربون فولاذًا إلا إذا تراوحت نسبة الكربون فيها بين 0.01% و2.00% وزنى. بالنسبة للفولاذ، ترتبط صلابته وقوة شدّه بكمية الكربون الموجودة فيه، حيث توصل زيادة نسبة الكربون لانخفاض مطيليته و متانته. بس، ممكن لعمليات المعالجة الحرارية ، زى التبريد السريع والتطبيع، أن تُغير دى الخصايص بشكل ملحوظ. فى المقابل، بتبيين بعض السبايك المعدنية خصايص فريدة، حيث يبقى حجمها وكثافتها ثابتين عبر نطاق واسع من درجات الحرارة. بييتعرف الحديد الزهر بأنه سبيكة من الحديد والكربون فيها نسبة كربون تزيد عن 2.00%، لكن تقل عن 6.67%. أما الفولاذ المقاوم للصدأ، فبييتعرف بأنه سبيكة فولاذية عادية فيها نسبة كروم تزيد عن 10% وزنى. ويُضاف النيكل والموليبدينوم فى العاده لالفولاذ المقاوم للصدأ.

من السبايك المعدنية الهامة التانيه سبايك الألومنيوم والتيتانيوم والنحاس والمغنيسيوم . اتعرفت سبايك النحاس من القدم (من العصر البرونزى )، فى الوقت نفسه اتطورت سبايك المعادن التلاته التانيه جديد نسبى. علشان تفاعلية دى المعادن الكيميائية، لم بتطور عمليات الاستخلاص الإلكتروليتى اللازمة إلا مؤخر. كما معروفه سبايك الألومنيوم والتيتانيوم والمغنيسيوم وتُقدّر لارتفاع نسبة قوتها لوزنها، و فى حالة المغنيسيوم، لقدرتها على توفير الحماية الكهرومغناطيسية. تعتبر دى المواد مثاليةً للتطبيقات اللى تكون فيها نسبة القوة لالوزن العالية أهم من التكلفة الإجمالية، زى ما هو الحال فى صناعة الطيران والفضاء و بعض تطبيقات هندسة العربيات.

### أشباه الموصلات

أشباه الموصلات هيا مواد بمقاومة كهربائية بين الموصلات والعوازل . تعتمد الإلكترونيات الحديثة على أشباه الموصلات، و وصل حجم سوقها ما يقدر بحوالى 530 مليار دولار امريكانى سنة 2021. ويمكن تغيير خصايصها الإلكترونية بشكل كبير بإدخال شوائب عمد فى عملية معروفه باسم التطعيم. بتستعمل مواد أشباه الموصلات فى صناعة الثنائيات ، و الترانزستورات ، والثنائيات الباعثة للنور (LED)، والدوائر الكهربائية التناظرية والديجيتال، من استخدامات تانيه كتيرة. حلت أجهزة أشباه الموصلات محل الأجهزة الحرارية زى الصمامات المفرغة فى معظم التطبيقات. بتتعمل أجهزة أشباه الموصلات كأجهزة منفصلة وكدوائر متكاملة (ICs)، اللى تتكون من عدد يتراوح من شوية أجهزة لملايين الأجهزة المصنعة والمترابطة على ركيزة واحدة من أشباه الموصلات.

من كل أشباه الموصلات المستخدمة اليوم، يشكل السيليكون الحصة الاكبر كمًّا وقيمةً تجارية. بيستخدم السيليكون أحادى البلورة فى إنتاج الرقائق المستخدمة فى صناعة أشباه الموصلات و الإلكترونيات . بيعتبر زرنيخيد الغاليوم (GaAs) تانى اكتر أشباه الموصلات استخدام. نظر لارتفاع حركية الإلكترونات وسرعة التشبع فيه مقارنه بالسيليكون، فهو مادة مفضلة لتطبيقات الإلكترونيات عالية السرعة. دى الخصايص المتميزة أسباب مقنعة لاستخدام دوائر زرنيخيد الغاليوم فى الهواتف المحمولة، والاتصالات عبر الأقمار الصناعية، ووصلات الميكروويف من نقطة لنقطة، و أنظمة الرادار عالية التردد. بتشمل مواد أشباه الموصلات التانيه الجرمانيوم ، وكربيد السيليكون ، ونيتريد الغاليوم ، ولها تطبيقات متنوعة.

## العلاقة مع المجالات التانيه

أداة عرض جوجل Ngram - رسم بيانى يوضح مصطلحات البحث عن مصطلحات المادة المعقدة (1940-2018). الأخضر: "علم المواد"، الأحمر: " فيزياء المادة المكثفة "، و الأزرق: " فيزياء الحالة الصلبة ".
علم المواد اتطور من خمسينات القرن العشرين، علشان أُدرك أن ابتكار مواد جديدة واكتشافها وتصميمها يتطلب اتباع نهج موحد. وهكذا، برز علم وهندسة المواد بطرق كتيرة: منها إعادة تسمية أقسام هندسة المعادن والسيراميك القائمة أو دمجها؛ والانفصال عن أبحاث فيزياء الحالة الصلبة (اللى تطورت بدورها لفيزياء المادة المكثفة )؛ واستقطاب هندسة البوليمرات وعلومها الحديثة نسبى؛ و إعادة دمجها مع فروع تانيه، كالكيمياء والهندسة الكيميائية والهندسة الميكانيكية والهندسة الكهربائية ؛ و مش ذلك.

مجال علم وهندسة المواد مهم بالغة من الناحية العلمية، و أهميته فى التطبيقات العملية. فالمواد بأهمية قصوى للمهندسين (وغيرهم من العاملين فى المجالات التطبيقية) لأن استخدام المواد المناسبة أمرٌ حاسم عند تصميم الأنظمة. وبسبب ده، بيشكل علم المواد جزء متزايد الأهمية من تعليم المهندسين.

فيزيا المواد هيا استخدام الفيزياء لوصف الخصايص الفيزيائية للمواد. هيا تمثل توليف للعلوم الفيزيائية ، زى الكيمياء ، وميكانيكا المواد الصلبة ، وفيزياء الحالة الصلبة ، وعلم المواد. فيزياء المواد فرع من فيزياء المادة المكثفة ، ويتطبق مفاهيم المادة المكثفة الأساسية على الأوساط المعقدة متعددة الأطوار، بما فيها المواد بالأهمية التكنولوجية. بتشمل المجالات دلوقتى اللى بيشتغل فيها فيزيائيو المواد: المواد الإلكترونية، والبصرية، و المغناطيسية، و المواد والهياكل الجديدة، والظواهر الكمومية فى المواد، وفيزياء اللا توازن، وفيزياء المادة المكثفة اللينة. كما تُساهم الأدوات التجريبية والحسابية الجديدة باستمرار فى تحسين كيفية نمذجة ودراسة أنظمة المواد، هيا كمان من المجالات اللى بيشتغل فيها فيزيائيو المواد.

المجال ده بطبيعته متعدد التخصصات ، ويتعين على علما و مهندسى المواد الإلمام بأساليب الفيزيائيين والكيميائيين و المهندسين والاستفادة منها. فى المقابل، ممكن لمجالات زى علوم الحياة وعلم الآثار أن تُلهم تطوير مواد و عمليات جديدة، بمناهج مستوحاة من علم الأحياء وعلم الآثار القديمة . علشان كده ، تبقى هناك علاقات وثيقة مع المجالات دى . فى المقابل، يجد كتير من الفيزيائيين والكيميائيين و المهندسين نفسهم يشتغلو فى مجال علم المواد نظر للتداخلات الكبيرة بين المجالات دى .

## التكنولوجيات الناشئة

| Emerging technology | Status | Potentially marginalized technologies | Potential applications | Related articles |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| Aerogel | Hypothetical, experiments, diffusion,
early uses | Traditional insulation, glass | Improved insulation, insulative glass if it can be made clear, sleeves for oil pipelines, aerospace, high-heat & extreme cold applications |  |
| Amorphous metal | Experiments | Kevlar | Armor |  |
| Conductive polymers | Research, experiments, prototypes | Conductors | Lighter and cheaper wires, antistatic materials, organic solar cells |  |
| Femtotechnology. picotechnology | Hypothetical | Present nuclear | New materials; nuclear weapons, power |  |
| Fullerene | Experiments, diffusion | Synthetic diamond and carbon nanotubes (Buckypaper) | Programmable matter |  |
| Graphene | Hypothetical, experiments, diffusion,
early uses | Silicon-based integrated circuit | Components with higher strength to weight ratios, transistors that operate at higher frequency, lower cost of display screens in mobile devices, storing hydrogen for fuel cell powered cars, filtration systems, longer-lasting and faster-charging batteries, sensors to diagnose diseases | Potential applications of graphene |
| High-temperature superconductivity | Cryogenic receiver front-end (CRFE) RF and microwave filter systems for mobile phone base stations; prototypes in dry ice; Hypothetical and experiments for higher temperatures | Copper wire, semiconductor integral circuits | No loss conductors, frictionless bearings, magnetic levitation. lossless high-capacity accumulators. electric cars. heat-free integral circuits and processors |  |
| LiTraCon | Experiments, already used to make Europe Gate | Glass | Building skyscrapers, towers, and sculptures like Europe Gate |  |
| Metamaterials | Hypothetical, experiments, diffusion | Classical optics | Microscopes. cameras. metamaterial cloaking. cloaking devices |  |
| Metal foam | Research, commercialization | Hulls | Space colonies. floating cities |  |
| Multi function structures | Hypothetical, experiments, some prototypes, few commercial | Composite materials | Wide range, e.g., self-health monitoring, self-healing material. morphing |  |
| Nanomaterials: carbon nanotubes | Hypothetical, experiments, diffusion,
early uses | Structural حديد صلب and aluminium | Stronger, lighter materials, the space elevator | Potential applications of carbon nanotubes. carbon fiber |
| Programmable matter | Hypothetical, experiments | Coatings. catalysts | Wide range, e.g., claytronics. synthetic biology |  |
| Quantum dots | Research, experiments, prototypes | LCD. LED | Quantum dot laser. future use as programmable matter in display technologies (TV, projection), optical data communications (high-speed data transmission), medicine (laser scalpel) |  |
| Silicene | Hypothetical, research | Field-effect transistors |  |

## التخصصات الفرعية

تتفرع الفروع الرئيسية لعلم المواد من الفئات الأربع الرئيسية للمواد: السيراميك والمعادن والبوليمرات و المواد المركبة.

* هندسة السيراميك
* علم المعادن
* علم وهندسة البوليمرات
* الهندسة المركبة

و هناك كمان مساعى قابلة للتطبيق بصوره كبيره، ومستقلة عن المواد.

* توصيف المواد ( التحليل الطيفى ، الميكروسكوب ، حيود الأشعة السينية )
* علم المواد الكومبيوتري
* معلوماتية المواد و اختيارها

توجد كمان تركيزات واسعة نسبى عبر المواد على ظواهر وتكنولوجيات محددة.

* علم البلورات
* علم الفلزات
* علم القبائل
* الإلكترونيات الدقيقة

## المجالات بالصلة أو متعددة التخصصات

* فيزياء المادة المكثفة ، وفيزياء الحالة الصلبة ، وكيمياء الحالة الصلبة
* تكنولوجيا النانو
* علم المعادن
* الكيمياء فوق الجزيئية
* علم المواد الحيوية

## الجمعيات المهنية

* الجمعية الامريكانيه للخزف
* الجمعية الامريكانيه لعلم الأحياء الدقيقة الدولية
* رابطة تكنولوجيا الحديد والصلب
* جمعية أبحاث المواد
* جمعية المعادن و المواد

## شوف كمان

* صلب
* على دايى
* علم الكون الفيزيائى
* جاذبيه
* كيميا عضويه
* توماس يونج
* پانايوتيس جى. كيڤريكيديس
* جوهانس بيدنورتز
* جون جوديناف
* جون ايه روجرز
* تشونج لين وانج
* آلن كوتريل
* ثيودور اتش. جيبال
* روسلان ڤاليڤ
* ديڤيد اتش. اوستون
* اكيهيسا اينو
* زينان باو
* اليا سابور
* انجيلا بيلشر
* كارين سكريفنر
* مارك ميودونيك
* ايجور جورينين
* كيرا بوفاروفا
* بريتا نستلر
* تشو ياوهى
* بالديف راج
* فينا سهاجوالا
* روبرت هوك (كاتب يوميات من مملكه انجلترا)
* فيليكس اوتو (استاذ جامعة من المانيا)
* كارل كرمرش
* اختبار مدمر
* هندسه ميكانيكيه
* هندسة كهربا
* مواد خام
* ماده
* جزىء
* كهرومغناطيسيه
* كيميا مش عضويه
* كيميا تحليليه
* كيميا فيزياويه
* تحليل عددى
* تفاعل اساسى
* Bio-based material
* Bioplastic
* Forensic materials engineering
* List of computational materials science software
* List of emerging materials science technologies
* List of materials science journals
* List of materials analysis methods
* Materials science in science fiction
* Timeline of materials technology

## مراجع

### الاقتباسات*
*### فهرس

* Ashby، Michael؛ Hugh Shercliff؛ David Cebon (2007). *Materials: engineering, science, processing and design* (ط. 1st). Butterworth-Heinemann. ISBN:978-0-7506-8391-3.
* Askeland، Donald R.؛ Pradeep P. Phulé (2005). *The Science & Engineering of Materials* (ط. 5th). Thomson-Engineering. ISBN:978-0-534-55396-8.
* Callister, Jr.، William D. (2000). *Materials Science and Engineering – An Introduction* (ط. 5th). John Wiley and Sons. ISBN:978-0-471-32013-5.
* Eberhart، Mark (2003). *Why Things Break: Understanding the World by the Way It Comes Apart*. Harmony. ISBN:978-1-4000-4760-4.
* Gaskell، David R. (1995). *Introduction to the Thermodynamics of Materials* (ط. 4th). Taylor and Francis Publishing. ISBN:978-1-56032-992-3.
* González-Viñas, W. & Mancini, H.L. (2004). *An Introduction to Materials Science*. Princeton University Press. ISBN:978-0-691-07097-1.
* Gordon، James Edward (1984). *The New Science of Strong Materials or Why You Don't Fall Through the Floor* (ط. eissue). Princeton University Press. ISBN:978-0-691-02380-9.
* Mathews, F.L. & Rawlings, R.D. (1999). *Composite Materials: Engineering and Science*. Boca Raton: CRC Press. ISBN:978-0-8493-0621-1.
* Lewis, P.R.؛ Reynolds, K. & Gagg, C. (2003). *Forensic Materials Engineering: Case Studies*. Boca Raton: CRC Press. ISBN:978-0-8493-1182-6.
* Wachtman، John B. (1996). *Mechanical Properties of Ceramics*. New York: Wiley-Interscience, John Wiley & Son's. ISBN:978-0-471-13316-2.
* Walker, P.، المحرر (1993). *Chambers Dictionary of Materials Science and Technology*. Chambers Publishing. ISBN:978-0-550-13249-9.
* Mahajan, S. (2015). "The role of materials science in the evolution of microelectronics". *MRS Bulletin* (بالإنجليزية). **12** (40): 1079–1088. Bibcode:2015MRSBu..40.1079M. DOI:10.1557/mrs.2015.276.
* الجدول الزمنى لعلم المواد ( نسخة محفوظة 2011-07-27 على موقع واي باك مشين. فى جمعية المعادن و المواد (TMS) –  تم الاطلاع عليه فى مارس 2007
* Timeline of Materials Science نسخة محفوظة 2011-07-27 على موقع واي باك مشين. at The Minerals, Metals & Materials Society (TMS) –  accessed March 2007
* Burns، G.؛ Glazer, A.M. (1990). *Space Groups for Scientists and Engineers* (ط. 2nd). Boston: Academic Press, Inc. ISBN:978-0-12-145761-7.
* Cullity، B.D. (1978). *Elements of X-Ray Diffraction* (ط. 2nd). Reading, Massachusetts: Addison-Wesley Publishing Company. ISBN:978-0-534-55396-8.
* Giacovazzo، C؛ Monaco HL؛ Viterbo D؛ Scordari F؛ Gilli G؛ Zanotti G؛ Catti M (1992). *Fundamentals of Crystallography*. Oxford: Oxford University Press. ISBN:978-0-19-855578-0.
* Green، D.J.؛ Hannink, R.؛ Swain, M.V. (1989). *Transformation Toughening of Ceramics*. Boca Raton: CRC Press. ISBN:978-0-8493-6594-2.
* Lovesey، S. W. (1984). *Theory of Neutron Scattering from Condensed Matter; Volume 1: Neutron Scattering*. Oxford: Clarendon Press. ISBN:978-0-19-852015-3.
* Lovesey، S. W. (1984). *Theory of Neutron Scattering from Condensed Matter; Volume 2: Condensed Matter*. Oxford: Clarendon Press. ISBN:978-0-19-852017-7.
* O'Keeffe، M.؛ Hyde, B.G. (1996). "Crystal Structures; I. Patterns and Symmetry". *Zeitschrift für Kristallographie – Crystalline Materials*. Washington, DC: Mineralogical Society of America, Monograph Series. ج. 212 ع. 12: 899. Bibcode:1997ZK....212..899K. DOI:10.1524/zkri.1997.212.12.899. ISBN:978-0-939950-40-9.
* Squires، G.L. (1996). *Introduction to the Theory of Thermal Neutron Scattering* (ط. 2nd). Mineola, New York: Dover Publications Inc. ISBN:978-0-486-69447-4.
* Young, R.A.، المحرر (1993). *The Rietveld Method*. Oxford: Oxford University Press & International Union of Crystallography. ISBN:978-0-19-855577-3.

## لينكات برانيه

 فيه فايلات فى تصانيف ويكيميديا كومونز عن: علم المواد علم المواد – صور وتسجيلات صوتيه و مرئيه على ويكيميديا كومونز
* علم المواد على موقع كيورا - Quora
* علم المواد معرف مخطط فريبيس للمعارف الحره
* علم المواد معرف جران منشورات الموسوعه الكتالانيه
* علم المواد معرف المكتبه الوطنيه الفرنسيه (BnF)
* علم المواد معرف المكتبه الوطنيه الكوريه
* علم المواد معرف قاعده بيانات الضبط الوطنيه التشيكيه
* علم المواد معرف مايكروسوفت اكاديمك
* علم المواد معرف مكتبه الكونجرس (LCAuth)
* علم المواد معرف ملف استنادى متكامل

* مؤتمر العلوم والتكنولوجيا اللى تنظمه جمعيات المواد الرئيسية
* موارد معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا المفتوحة لهندسة المواد*
*قالب:Branches of materials science*

*قالب:Glass science*