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🔋C1 Laboratory
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🔋C1 Laboratory
化学的には、原子が格子点に固定されている状態。
材料的には、応力で変形しない剛体。変形しても元の形に戻る弾性体。
粉体は、固体と気体の不均一混合物です。 懸濁液 は分散媒を液体、分散質を固体とするコロイド溶液です。 スラリーは、固体が液体と混合し泥状になった不均一混合物です。粉体、 懸濁液 、スラリーは、流体にもなり、ポンプ輸送ができます。スラリーから液体を分離するには、乾燥や濾過の 単位操作を行います。
| 状態 | 密度 | 粘性／弾性 | 物質（材料）の例 | コメント | |
|---|---|---|---|---|---|
| 超臨界流体 | 密度大 | 粘性 小 | ボンベの中、火力発電の ボイラー、ハーバーボッシュ法の反応器 | ||
| 気体 | 密度小 | 粘性 小 | 🏞 空気 水素 アンモニア 蒸気 | ||
| 液体 | 密度大 | 粘性 大 | 水、海水 石油 スラリー | ||
| 固体 | 密度大 | 弾性 | 石炭 鉄鋼 非鉄金属（銅・アルミニウム） セラミックス（ガラス、陶磁器） プラスチック 材料 |
気体や液体のような 流体は、備蓄や輸送にタンクやパイプの設備を必要とします。
レオロジー液体を気体にしたり、気体を液体にするには、加熱や加圧と言った、 単位操作が必要です。 たとえば、水から温水や水蒸気を作る ボイラーで加熱します。
👨🏫 化学エネルギーから化学エネルギーへの変換| 固体 | 液体 | 気体（真空） | |
|---|---|---|---|
| 固体 |
面接触（例：
ｐｎ接合） 線接触（三相界面）（例：正極合材、 局部電池） 点接触（三相界面 ショットキー接触 ）（例：固体電解質、 炭素導電助剤粒子 ） |
固液界面 （例：サスペンジョン） | 表面 粉体 |
| 液体 | 固液界面 （例：電極と電解液） | 液液界面 （例：エマルション） | 気液界面 （ 表面 ） |
| 気体（真空） | 粉体 表面 | 気液界面 （ 表面 ） | （混合） |
物質は、 様々な状態をとります。 界面や表面 は、ある材料の相と異なる材料の相が接するところです。
電池の内部抵抗は、バルクと界面との両方から生じます。
固体は、形状が決まっているので、接触界面に多様性がある。 また、固体の表面は、バルクとちがって、さまざまな 欠陥があります。
接触抵抗 内部抵抗ｐｎ接合は、ダイオードやトランジスタの基本です 1 ) 2 ) 。
不定比化合物 も半導体になります。
| 物質 | 物体 | 備考 |
|---|---|---|
| 気体、 液体、 流体 | 塩素、 🏞 鉄、 🜠 銅、 アルミニウム、 酸素、 グラファイト、ダイヤモンド、硫黄 など | |
| 粉体、粒体 | ０次元 | |
| 糸 | １次元 | |
| テキスタイル | ２次元 | |
| ３次元 | インゴット、スラブ | |
| ３次元 | 鋳物、ファブリック、 自動車 |
工業製品 には、 物体（object）として形や構造が 機能 するものと、形や構造に関係なく 物質 (substance,material,matter)として 機能 するものがあります。 資源から廃棄物までの サプライチェーンの流れで、物質が変わってゆきます。
気体や液体を原料、固体を材料と区別することもあります。
応力によって変形する気体や液体は流体と言います。
| 金属材料 | 非金属材料 | 複合材料 | ||
|---|---|---|---|---|
| 鉄鋼材料 | 非鉄金属材料 |
セラミックス ガラス |
||
|
炭素鋼
合金鋼
鋳鉄
鋳鋼
|
金・銀
・
銅
マグネシウム
ニッケル
チタン
亜鉛
|
🏞
石材
|
繊維強化プラスチック
繊維強化金属
金属強化セラミックス
|
|
製品の源になる 固体を材料と言います。 材料は、その材質の違いにより金属材料と非金属材料に分類されます 3 ) 。
狭い意味で、材料といったとき、常温常圧で固体の 状態の 物質を指すことがあります。
純物質としての 金属は、柔らかすぎるので、混合物の合金が使われます。広い意味での混合物の固体材料を複合材料と呼ぶことがあります。
機能性材料と 建築材料があります。 機能性材料には、 良導体、絶縁材料、誘電材料、 磁性材料、半導体材料などがあります。
