La ciencia de los materiales es el campo científico que se ocupa de investigar el vínculo entre las propiedades y la estructura de las propiedades de los materiales. Simultáneamente, corresponde destacar que la ingeniería de materiales se basa en esta, las relaciones propiedades, estructuras, funcionamiento y procesamiento diseña la estructura de una material para obtener un conjunto determinado de propiedades. Por lo tanto, esta ciencia es multidisciplinaria que analiza los conocimientos principales sobre las propiedades físicas macroscópicas de los materiales.
Se aplica en diferentes campos de la ciencia y la ingeniería, logrando que éstos puedan ser empleados en obras, herramientas y máquinas, o transformándolos en productos requeridos por la población. Contiene elementos de la física y la química tales como ingenierías mecánicas, químicas, civiles y eléctricas. Tras la evolución en el conocimiento y proceso de los materiales actualmente, desafía la tecnología que necesita de materiales cada vez más especializados.
Históricamente, la evolución de las sociedades se relacionan a la habilidad de sus individuos para producir y crear los materiales requeridos para satisfacer sus necesidades. Los prehistoriadores, han hallado conveniente describir las primeras civilizaciones desde algunos materiales empleados en la Edad de Piedra, Edad del Cobre, Edad del Hierro y Edad del Bronce. Las primeras civilizaciones sostuvieron una disponibilidad sujetada de distintos materiales que las civilizaciones más tecnificadas. Primeramente, solo se contaba con materiales naturales tales como madera, piedras y arcilla. Con el pasar del tiempo, en diferentes áreas del mundo se llegó a métodos para producir materiales con nuevas propiedades.
Se han producidos decenas de miles de materiales distintos con descripciones especiales para satisfacer las necesidades de la época moderna y complicada sociedad, por ejemplo, los metales, vidrios, plásticos y fibras. El descubrimiento de las diferentes series térmicas de metales, fue una de las mayores revoluciones de esta ciencia de los materiales, específicamente el metal del acero. Actualmente, los progresos electrónicos más complejos se fundamentan en componentes llamados materiales semicondutores.
Esta ciencia clasifica los materiales de acuerdo a las propiedades y estructura atómica tales como:
- Metales: los materiales metálicos y sus aleaciones que contienen el acero están aptos para aceptar los siguientes materiales:
- Cerámicos: se refieren a los materiales como los ladrillos, loza, vidrio que carecen de conductividad térmica y eléctrica, sin embargo, sus características es poseer resistencia y dureza.
- Materiales compuestos: son los materiales que se crean por la unión de dos materiales para alcanzar la combinación de propiedades que no es posible lograr en los materiales naturales.
- Polímeros: comprendidos por moléculas orgánicas inmensas, resistentes y muy ligeras a la corrosión siendo aislantes eléctricos.
- Otra clasificación en función a las propiedades de los materiales es:
- Materiales funcionales.
- Materiales estructurales.
- Estos materiales se refieren a los que se emplean en las industrias electrónicas, eléctricas, telecomunicaciones e informática:
- Conductores.
- Semiconductores.
- Dieléctricos.
- Magnéticos.
- Ópticos.
El progreso principal en la tecnología de los materiales puede conducir a la formación de nuevos productos, o a la creación de industrias que necesitan científicos de materiales para aumentar las mejoras y situar los posibles daños de los materiales que están en empleo. La aplicación industrial de la ciencia de materiales contiene la selección del material, su coste y beneficio para alcanzar dicho material, los métodos de proceso y de análisis. Además, de la determinación del material, el científico ingeniero de materiales también se debe ocupar de la extracción y luego de su transformación en materiales utilizables.
