從材料的定義可知,不是所有的物質都是材料,即材料≠物質,正如人才≠知識分子。那麼什麼物質才能叫做材料?因此,需要材料判據,據以判斷哪些物質才是材料。根據材料的現代定義,材料可由資源判據、能源判據、環保判據、質量判據、經濟判據五個判據來判定。
1.資源判據
材料的資源可分為天然的和再生的兩種。從全世界來看,金屬的資源日趨枯竭。據調查,即使全世界已探明的資源儲量增加10倍,而且50%可再生,可維持的年代也不是很長,更何況能達到50%再生的材料也不多。
盡管海水中有可觀的金屬(如Mg、Sr、Li、Zn、Fe、Al、Mo、Sn、Cu、V、Ni、Ti、Sb、Ag、W、Cr、Th、Pb、Au)儲量,但開發成本高,難以滿足目前的經濟判據。
各國依據自己資源情況,頒布政策,引導材料的生產和科研,如在第二次世界大戰及朝鮮戰爭時期,美國頒布了合金元素的使用政策,促進了硼鋼及鎢鉬係高速鋼的科研與生產。戰爭結束後,取消了這些政策,硼鋼產量大降,而鎢鉬係高速鋼由於技術上和經濟上的優越性,代替了絕大部分的鎢係高速鋼。
2.能源判據
20多年來,由於能源的供應較為緊張,為了降低材料成本和滿足政府法令的要求,材料的生產和使用都需要考慮能耗問題。一方麵,生產廠家為了提高競爭能力,通過改進生產流程,降低能耗,從而降低成本。另一方麵,政府頒布政策,迫使生產廠家進行節能的研究。
如美國政府以法律形式規定了汽車耗油量的上限,否則不準出廠。這就迫使汽車廠從事降低車重和提高發動機效率以及有關材料方麵的研究。
3.環保判據
從發展曆程來看,許多國家在發展初期,材料生產不考慮環保問題。但是近年來,由於人民的要求,各國已逐漸重視材料生產和科研的環保判據。例如美國的鋼都——匹茲堡,在1960年是空氣嚴重汙染的城市,隨著近郊區鋼廠的關閉,附近的空氣汙染已有好轉,而遠郊的美國鋼鐵公司於1980年投資4億美元,進一步解決了汙染問題等。因此,材料的生產和使用,需重視“三廢”的處理、噪聲的降低、生態平衡等環境問題,否則將遭到大自然的報複。這便是材料的環保判據。
4.質量判據
物質能否用於製造有用器件,是物質是否是材料的一個重要技術判據,材料的質量是是否能製造有用器件的先決條件,因此質量是材料的一個重要技術判據。材料的質量包括內在的和表麵的兩種。內在質量反映材料的成分、組織、結構、宏觀缺陷等是否滿足或超過技術標準的要求;表麵質量包括表麵缺陷、表麵粗糙度、尺寸公差等。
5.經濟判據
材料的生產和科研,必須進行成本分析和經濟核算,從而計算經濟效果,這便是材料的經濟判據。對材料的生產進行成本分析,從中可找出降低成本的環節,然後尋求措施。“價值工程”是一門技術與經濟相結合的邊緣技術科學,它所研究的成本,是整個生產過程以及隨後的產品貯存、流通、銷售、使用、維護全過程的費用。
這種分析和研究,不僅可提高企業的經濟效益,而且可提高全社會的經濟效益。