Malzeme bilimi

Yukarıda da bahsedildiği gibi yapı malzeme bilimi alanının en önemli unsurlarından biridir. Malzeme bilimi malzemelerin atomik ölçekten makro ölçeğe kadar yapılarını inceler. Nitelendirme malzeme bilimcilerin malzemenin yapısını inceledikleri yoldur. X ışını kırılması, elektronlar ve nötronlar, tayfölçümünün farklı formlar gibi teknikleri ve Raman tayfölçümü, enerji ayıran tayfölçümü (EDS), kromatografi, termal analiz, elektron mikroskop analizi gibi kimyasal analizleri içerir. Yapı aşağıda açıklandığı gibi farklı seviyelerde incelenir.

Materyallerin atomlarıyle ve moleküller, kristaller vb vermek için nasıl düzenlendikleriyle ilgilenir. Malzemenin elektrik, manyetik ve kimyasal özelliklerinden çoğu yapının bu seviyesinden doğmuştur. İlgili uzunluk ölçüleri angtstrom (0.1 nm) birimindedir. Atomların be moleküllerin bağ yapma ve dizilme şekli herhangi bir materyalin davranışını ve özelliklerini incelemede esastır.

Nanoyapı 1-100 nm aralığındaki yapılarla ve nesnelerle ilgilenir. Birçok materyalde, atomlar ve moleküller nanoölçekte nesneler oluşturmak için bir araya gelirler. Bu birçok ilginç elektrik, manyetik, optik ve mekanik özelliklerin oluşmasına yol açar.

Nanoyapıları tanımlarken nanoölçekteki boyutların sayısı arasında ayrım yapmak gereklidir. Nanodokulu yüzeyler nanoölçekte tek boyuta sahipler, örneğin bir nesnenin yüzey kalınlığı 0.1 ile 100 nm arasındadır. Nanotüpler nano ölçekte iki boyutludur, örneğin tüpün çapı 0.1 ile 100 nm, ki bu uzunluk çok daha fazla olabilir, arasındadır.Son olarak da nanoparçacıklar nanoölçekte üç boyutludur, örneğin parçacık her üç boyutta da 0.1 ile 100 nm arasındadır. Nanoparçacık ve çok küçük parçacık (UFP) terimleri genellikle eş anlamlı kullanılır ancak UFP mikrometre aralığa ulaşabilir. Nanoyapı terimi genelde manyetik teknolojisinden bahsederken kullanılır. Biyolojide nanoölçek yapı genellikle ===ultrastrüktür=== olarak adlandırılır.

Atom ya da molekülleri nanoölçekte bileşen oluşturan materyaller (nanoyapı oluşturan) nanomateryal olarak adlandırılır. Nanomateryaller sahip oldukları eşsiz özellikler dolayısıyla malzeme biliminde yoğun araştırma konusudur.

Mikroyapı hazır bir yüzeyin yapısı ya da mikroskopla 25 katın üzerinde büyütülen materyalin ince foyası olarak tanımlanır. 100 nm’den birkaç cm büyüklükteki nesnelerle ilgilenir. Bir malzemenin (metal, polimer, seramik ve kompozit olarak kabaca sınıflanabilir) mikroyapısı güç,dayanıklılık, esneklik, sertlik, yüksek/düşük sıcaklıktaki davranış, aşınma direnci gibi birçok fiziksel özelliği etkileyebilir. Gelenksel malzemelerin (metal ve seramik gibi) çoğu mikroyapıdadır.

Bir malzemenin mükemmel bir kristalinin üretimi fiziksel olarak imkânsızdır. Örneğin bir kristal malzeme tortular, tane sınırı (Hall-Patch ilişkisi), arayer atomları, boşluklar ya da yer değişimli atomlar gibi bazı kusurlar içerecektir. Materyallerin mikroyapısı bu kusurları açığa çıkarır ki üzerinde çalışılabilsin.

Makroyapı bir materyalin militmetreden metreye kadar olan çıplak gözle görebildiğimiz malzemelerin yapısının görüntüsüdür.

Kristalografi kristal katılarda atom dizilimini inceleyen bilimdir ve malzeme bilimciler için çok kullanışlı bir araçtır. Tek kristallerde atomların kristal diziliminin etkisi genelde makroskopik olarak görmesi çok kolaydır çünkü kristallerin doğal şekilleri atom yapısını yansıtır. Ayrıca, fiziksel özellikler genellikle kristal kusurlar tarafından kontrol edilir. Kristal yapıları anlamak kristalografik kusurları anlamak için önemli bir önkoşuldur. Çoğunlukla, materyaller tek bir kristal halinde değil çoklu kristal yapıda (farklı yönelimlerdeki küçük kristal toplamında olduğu gibi) oluşurlar. Bu nedenden dolayı, çok sayıda kristalle çoklu kristal örneklerinin kırılma örüntülerini kullanan toz kırınımı yöntemi yapısal belirlemede önemli bir rol oynar. Çoğu malzemeler kristal yapıya sahip. Ancak bazı düzenli kristal yapı göstermeyen önemli malzemeler var. Polimerler farklı ölçülerde kristallik gösterir be birçoğu tamamen kristalsizdir. Cam, bazı seramikler ve birçok doğal materyaller biçimsizdir yani atom dizilimlerinde uzun mesafeli sıralamalara sahip değiller. Polimerlerin çalışılması kimyasal elementleri ve mekanik, fiziksel özelliklerin tanımları ve termodinamik vermek için istatistiksel termodinamikleri birleştirir.

Malzeme yapısını ve özellikleriyle bağlantısını tam olarak anlamak için malzeme bilimcilerin atomların, iyonların ve moleküllerin nasıl farklı dizildiklerini ve birbirlerine nasıl bağlandıklarını çalışmaları gerekir. Bu kuantum kimyası ya da kuantum fiziğinin çalışması ya da kullanımını içerir. Katı hal fiziği, katı hal kimyası ve fiziksel kimya da ayrıca bağlanma ve yapı çalışmalarında yer alır.

Özellikler

Materyaller çok sayıda özellikler gösterir. Önemli özellikler şunlardır:

• Mekanik özellikleri
• Kimyasal özellikler
• Elektrik özellikleri
• Termal özellikler
• Optik özellikler
• Manyetik özellikler

Bir materyalin özellikleri o maddenin kullanılabilirliğini ve dolayısıyla da teknik uygulamsını belirler.

Sentez ve işleme materyalin istenilen mikro/nanoyapıyla oluşturulmasını içerir. Teknik bir açıdan bakıldığında, bir malzeme eğer hiç ekonomik üretim metodu geliştirilmemişse endüstride kullanılamaz. Bu nedenle materyallerin işlenmesi malzeme bilimi alanında çok önemlidir.

Farklı malzemeler farklı işleme/sentez teknikleri gerektirir. Örneğin metalin işlenmesi tarih boyunca çok önemli olmuştur ve fiziksel metalurji diye bilinen malzeme biliminin bir dalı altında çalışılır. Ayrıca kimyasal ve fiziksel teknikler polimer, seramik ve ince filmler gibi materyallerin sentezlenmesinde kullanılır. Son zamanlarda grafen gibi nanomateryaller in sentezlenmesi için yeni teknikler geliştiriliyor.

Kinetik bilimi çeşitli güçlerin etkisi altında denge değişikliği dışında kalan sistemlerin oran çalışmasıdır. Malzeme bilimine uygulandığında, uygulanan belirli alana göre bir materyalin zamanla nasıl değiştiğiyle (dengesiz durumdan denge durumuna) ilgilenir. Materyallerde şekil, boyut, bileşim ve yapı gibi değişen çeşitli işlemlerin oranını detaylı olarak anlatır. Difüzyon materyallerin en yaygın olarak değişime uğradığı mekanizma olduğu için kinetik bilimin en önemli çalışma alanıdır.

Kinetik bilimi materyallerin işlenmesine temeldir çünkü diğerlerine göre ısı uygulanmasıyla mikroyapının nasıl değiştiğini detaylı olarak açıklar.

Nanomalzemeler temelde 1-1000 nanometre ama genelde 1-100 nm boyutlarında (en azından tek bir boyutta) tek bir ünitenin malzemeleri olarak tanımlanır.

Nanomalzeme araştırması metroloji ve mikrofabrikasyon araştırması desteğiyle geliştiren sentezin gelişimini güçlendiren nanoteknolojiye malzeme bilimine dayalı bir yaklaşım ele alır. Nanobüyüklükteki yapıda malzemeler genellikle eşsiz optik, elektronik ve mekanik özelliklere sahiptir.

Nanomalzeme alanı geleneksel kimya alanı gibi genel hatlarıyla fulerinler gibi organik nanomalzemeler ve silikon gibi diğer elemtlere dayalı inorganik malzemeler etrafında düzenlenmiştir. Nanomalzemelerin örnekleri olarak fulerinler, karbon nanotüpler, nanokristaller ve benzerleri verilebilir.

Bir biyomalzeme biyolojik sistemlerle etkileşime geçen herhangi bir madde, yüzey ya da yapı olabilir. Bir bilim olarak, biyomalzeme yaklaşık 50 yaşında. Biyomalzeme çalışmaları biyomalzeme bilimi olarak adlandırılır. Tarih boyunca birçok şirketin yeni ürünlerin gelişimine yüksek miktarlarda paralar harcamasıyla birlikte güçlü ve istikrarlı bir büyüme gösterdi. Biyomalzeme bilimi tıp, biyoloji, kimya, doku mühendisliği ve malzeme biliminin öğelerini kapsar.

Biyomalzeme doğadan elde edilebilir ya da metal bişenler, polimerler, seramikler ya da bileşik maddeler kullanan bir çeşit kimyasal yaklaşımlarla labarotuvarda sentezlenebilir. Genelde tıbbi uygulama için kullanılırlar ve dolayısıyla yaşayan bir yapının bir kısmı ya da tamamını ya da işleyen, arttıran veya doğal bir fonksiyonun yerine geçebilen biyomedikal ve araç içerir. Böyle fonksiyonlar kalp kapakçığı olarak kullanılma gibi iyi huylu ya da hidroksiapatit kaplı kalça implantları gibi daha etkileşimli bir işlevsellikle biyoaktif olabilir. Biyomalzemeler diş tedavilerinle, ameliyatlarda ve ilaç tesliminde her gün kullanılır. Örneğin, farmosötik ürünlerle doldurulmuş bir yapı vücuda yerleştirilebilir ve uzun bir süre boyunca sürekli ilaç salınımı sağlar. Bir biyomalzeme aynı zamanda otograft, alograft ya da transplant malzemesi olarak kullanılan ksenogreft de olabilir.

Yarıiletkenler, metaller ve seramik günümüzde tümleşik elektrik devreleri, optoelektronik cihazlar ve manyetik ve yığın depolama medyası gibi çok karmaşık sistemler oluşturmak için kullanılır. Bu malzemeler bugünkü modern programlama dünyamızı oluşturuyor ve dolayısıyla bu malzemelerin araştırılması büyük önem taşıyor.

Yarıiletkenler bu tür malzemelerin tipik bir örneğidir. İletkenler ile yalıtkanlar arasında özellikler gösteren malzemelerdir. Elektrik iletkenlikleri katışkı derişimlerine karşı çok hassastır ve bu istenilen elektronik özellikleri elde etmek için katkılama kullanımına izin verir. Dolayısıyla, yarıiletkenler geleneksel bilgisayarın temelini oluşturur.

Bu alan aynı zamanda üstüniletken malzemeler, dönüş elektroniği, metamalzeme gibi araştırma alanlarını da kapsar. Bu malzemelerin çalışılması malzeme bilimi ve katı hal fiziği ya da yoğun madde fiziğini de içerir.

Programlama gücünün artmasıyla birlikte, malzemelerin davranışlarının taklidini yapmak mümkün hale geldi. Bu malzeme bilimcilere yeni malzemeler tasarlamanın yanı sıra malzemelerin daha önceden bilinmeyen özelliklerini keşfetmelerini sağladı. Şu ana kadar yeni malzemeler zaman alıcı deneme yanılma yöntemiyle bulunuyordu. Ama şimdi sayısal tekniklerin bu zamanı önemli ölçüde azaltacağı ve bize malzeme özellikleri uyarlamayı sağlayacağı umuluyor. Bu bütün uzunluklardaki malzemeleri taklit etme, yoğunluk fonksiyonları teorisi ve moleküler dinamik gibi metodları kullanmayı da içerir.

Malzeme biliminin bir diğer uygulaması da en kırılgan malzemeler olarak bilinen cam ve seramiğin yapılarıdır. Cam ve sermiklerdeki bağlanma kovalent ve SiO2 ile temel inşa taşı olarak iyonik-kovalent bağ türleridir. Seramikler kil kadar yumuşak, taş ve beton kadar serttir. Genellikle kristal yapıdadırlar. Çoğu camlar silikayla oksitlenmiş metal içerir. Camı hazırlamak için kullanılan yüksek sıcaklıklarda malzeme akışmaz sıvı haldedir. Camın yapısı soğutmayla şekilsiz hale dönüşür. Pencere ve gözlük camları bunun önemli örnekleridir. Fibergals da mevcuttur. Çizik dirençli Gorilla Cam yaygın bileşenlerin özelliklerini geliştirmek için malzeme bilimi uygulamasının iyi bilinen bir örneğidir. Elmas ve grafit formundaki karbon seramik olarak ele alınır.

Mühendislik seramikleri sertlikleri ve yüksek sıcaklık, baskı ve elektriksel gerilim altındaki sağlamlıklarıyla bilinir. Alümin, silikon karbür ve tungsten karbür bir bağlayıcıyla sinterleme işlemindeyki bileşenlerinin ince tozlarından yapılır. Sıcak presleme daha yüksek yoğunlukta malzeme elde edilmesini sağlar. Kimyasal buhar çökeltme bir seramiğin zarını bir diğer malzemeye yerleştirebilir. Sermetler bazı metaller içeren seramik parçacıklarıdır. Araçların alınma direnci özellikleri tamamlamak için eklenen nikel ve kobaltın metal haliyle sinterlenmiş karbürden gelir.

İpçikler genellikle bileşik malzemelerde sağlamlaştırma için kullanılır.

Malzeme biliminin endüstriye bir diğer uygulaması da bileşik malzeme yapımıdır. Bileşik malzemeler iki ya da daha fazla makroskopik evreden oluşan yapılaşmış malzemelerdir. Uygulamalar çelik takviyeli beton gibi yapısal elementlerden NASA’nın mekiğin yüzeyinin Dünya’nın atmosferine tekrar girişindeki ısıdan korumak için kullandığı Uzak Mekiği termal koruma sisteminde anahtar ve bütünleyici bir rol oynayan ısı yalıtımlı seramiklere kadar uzanır. Bir örneği de 1510 °C (2750 °F) sıcaklıktaki atmosfere dönüş sıcaklığına karşı koyan ve Uzak Mekiğinin kanat giriş kenarları ve burun kapağını koruyan açık gri malzeme, destekli karbon-karbon (RCC)’dur. RCC grafit ipek kumaştan yapılmış ve fenolik reçineye doyurulmuş bir laminat bileşik malzemedir. Bir otoklavda yüksek sıcaklıkta kürlendikten sonra, laminat reçineyi karbona dönüştürmek için bir vakum hücresinde furfural alkole doyurulup prolizlenir ve furfural alkolü karbona dönüştürmek için kürlenir. Tekrar kullanıma oksitlenme direnci sağlamak için, RCC dış katmanları silikon karbüre dönüştürülür.

Diğer örnekleri televizyon setlerinin plastik kasalarında, cep telefonlarında ve bu gibi yerlerde görülebilir. Bu plastik kasalar genellikle kalsiyum karbonat kalker, talk, cam lifi ya da karbon liflerin güç, hacim ya da elektriksel dağılma için eklendiği akrilonitril butadiyen stiren (ABD) gibi termoplastik matrislerden oluşan bileşik bir malzemedir. Bu eklemeler amaçlarına dayalı olarak tamamlayıcı lifler ya da dağıtıcılar olarak nitelenebilir.

Polimerler de malzeme biliminin önemli bir parçasıdır. Polimerler yaygın olarak plastik diye adlandırdığımız malzemelerin ham maddesidir. Plastikler aslında işlem sırasında bir ya da daha fazla polimer veya katkı daha sonra en son haline bürünecek olan reçineye eklendikten sonra oluşan son ürünlerdir. Uzun zamandır var olan ve günümüzde yaygın kullanımda olan polimerler polietilen, polipropilen, PVC, polisitren, naylon, polyester, akrilik, poliüretanlar ve polikarbonatları içerir. Plastikler genellikle ticari eşya, özel ürün ve mühendislik plastikleri olarak sınıflandırılır.

PVC yaygın olarak kullanılır, pahalı değildir ve yıllık üretim miktarı fazladır. Yapay deriden elektriksel yalıtıma ve kablolamaya, ambalajlar ve konteynırlara kadar birçok uygulama dizisine elverişlidir. Fabrikasyonu ve işlenmesi basit ve iyi yapılandırılmıştır. PVC’nin çok yönlülüğü kabul ettiği geniş ölçüdeki akışkanlaştırıcı ve diğer katkı maddelerinden kaynaklanır. Polimer bilimindeki katkı ifadesi malzeme özelliklerini düzeltmek için polimer baza eklenen kimyasallara ve bileşenlere karşılık gelir.

Polikarbonatın normalde mühendislik plastiği olarak ele alınması gerekirdi. Mühendislik plastikleri üstün dayanıklılıklarına ve diğer özel malzeme özelliklerine göre değerlendirilir. Genellikle ticari eşya plastiklerinin aksine tek seferlik uygulamalarda kullanılmazlar. Özel ürün plastikleri çok yüksek dayanıklılık, elektriksel iletkenlik, elektrikli florışıklık, yüksek termal stabilite gibi eşsiz özellikleri olan malzemelerdir.

Plastiklerin çeşitleri arasındaki ayrım çizgisi malzemeye değil de özelliklerine ve uygulamalara dayalıdır. Örneğin polietilen (PE) kullan-at alışveriş torbaları ve çöp poşetleri yapmak için kullanılan ucuz, az sürtünmeli polimerdir ve ticari ürün plastiği olarak ele alınır. Öte yandan orta yoğunluktaki polietilen (MDPE) yer altı gaz ve su boruları için kullanılır ve çok yüksek mol kütleli polietilen olarak adlandırılan bir diğer çeşit de kalça eklemi implantlarında az sürtünmeli mil yuvası veya sanayi ekipmanları için kızak yayları olarak kullanılan mühendislik plastiğidir.

Metal alaşımların çalışması malzeme biliminin önemli bir parçasıdır. Bugün kullanımda olan bütün metal alaşımlar içinde demir alaşımları (çelik, paslanmaz çelik, dökme demir, takım çeliği, alaşımlı çelikler) sayı ve ticari değer bakımından en geniş kısmı oluşturur. Karbonun çeşitli oranlarıyla alaşım yapan demir düşük, orta ve yüksek karbon çelikleri oluşturur. Bir demir-karbon alaşımı sadece karbon seviyesi 0.01% ve 0.02% arasında ise çelik olarak kabul edilir. Çelikler için sertlik ve çeliğin gerilme direnci artan karbon seviyesi düşük esneklik ve sertliğe neden olduğundan mevcut karbon miktarıyla alakalıdır. Fakat su verme ve temperleme gibi ısıl işlemler bu özellikleri değiştirebilir. Dökme demir %2.00’den fazla ama %6.67’den az karbonla demir-karbon alaşımı olarak tanımlanır. Paslanmaz çelik ağırlığı %10’dan fazla krom alaşımıyla sıradan çelik alaşımı olarak tanımlanır. Nikel ve molibden de paslanmaz çeliklerde bulunabilir.

Diğer önemli metal alaşımlarından bazıları alüminyum, titanyum, bakır ve magnezyumdur. Bakır alaşımları diğer üçü son zamanlarda geliştirilmişken uzun zamandan beri (Bakır Çağı) bilinir. BU metallerin kimyasal reaktifliğinden dolayı gereken elektrolitik özütleme işlemi daha yakın dönemde genleştirilebilmiştir. Alüminyum, titanyum ve magnezyum alaşımları da yüksek dayanç-ağırlık oranlarıyla, magnezyum içinse ayrıca elektrikli mıknatıssal kalkanlama sağlama özelliğiyle, bilinir ve değerlendirilirler. Bu malzemeler uzay havacılığı sanayisinde ve bazı otomotiv mühendisliği uygulamalarında olduğu gibi yüksek dayanç-ağırlık oranlarının ambalajsız maliyetten daha önemli olduğu durumlar için idealdir.

Türkiye'de yaygın olarak kullanılan malzeme ve metalürji bölümlerinin ismi birçok ülkede MALZEME BİLİMİ ve MÜHENDİSLİĞİ olarak değiştirilmiştir. Özellikle Amerika Birleşik Devletleri'nde bu isim altında bir bölüm yoktur. Önceleri metalurji mühendisliği adı altında kurulan bölümler zamanla metalurji ve malzeme (Türkiye'de hâlen kullanılan) daha sonra malzeme ve metalurji (Birleşik Krallık) ve son olarak da malzeme bilimi ve mühendisliği (Amerika Birleşik Devletleri) bölümleri olarak isim değişikliğine gitmişlerdir. Malzeme adı alt dallarından olan metalürjiyi kapsamasına rağmen ağırlıklı eğitimi göstermek adına metalurji ismi Türkiye'de hâlen kullanılmaktadır.

Türkiye'de metalurji ve malzeme mühendisliği eğitimi metalurji mühendisliği adı altında İTÜ'de Maden Fakültesi'nde başlamıştır. Maden Fakültesi'nde 1957 yılında Üretim Metalurjisi ve Fiziksel Metalurji kürsüleri kurulmuş ve eğitimini ABD MIT'de tamamlamış olan Doç.Dr. Recep Safoğlu'nun fakülte bünyesine katılması ile Metalurji eğitimi başlatılmıştır.[1] 1961-62 akademik yılında Maden Fakültesi bünyesindeki bu iki kürsü "Metalurji Bölümü" olarak organize edilmiş ve ilk Metalurji Mühendisliği eğitimi başlatılmıştır. O yıllarda 3. sınıfa geçmiş öğrencilerden bu bölüme ayrılanlar eğitimlerinin son iki yılını bu bölümde tamamlayarak 1963-64 yılında Metalurji Mühendisi olarak mezun olmuşlardır. 2012 yılı itibarı ile 25 Türk üniversitesinde bu bölüm adı altında yer alırken 5 üniversitemizde ise Malzeme Bilimi ve Mühendisliği bölümü adı altında eğitim ve araştırma çalışmalarını sürdürmektedir..[2] Metalurji ve Malzeme Mühendislerinin yasal meslek örgütü Metalurji Mühendisleri Odası'dır.[3]

Metalurji ve malzeme mühendisliği programında eğitim süresi 4 yıldır. Programda mühendisliğin diğer bütün dallarında olduğu gibi, fizik, kimya ve matematikle yakından ilişkili dersler vardır. Öğretimin birinci yılında temel bilimlere ilişkin dersler okutulurken ilerleyen yıllarda demir-çelik ve demir dışı metallerin üretimi, toz metalurjisi, tahribatsız malzeme muayeneleri, ısıl işlemler, alaşımlar gibi alana özgü konular, kuramsal ve uygulamalı olarak verilir. Ayrıca yaz stajı da zorunludur.

Metalurji ve malzeme mühendisliği programında eğitim görmek isteyenlerin özellikle analitik düşünme ve tasarım yeteneklerine sahip olması, kimya, fizik, matematik ve yerbilimlerine ilgili ve bu alanlarda iyi yetişmiş olmaları gerekir.

Bu programı bitirenler "Metalurji ve Malzeme Mühendisi veya Malzeme Bilimi ve Mühendisi" unvanını alırlar. Metalurji ve malzeme mühendisleri (veya malzeme bilimi ve mühendisleri), herhangi bir malzemenin üretimi için gerekli planları yapar ve uygulanmasını denetlerler. Ayrıca, mühendislik tasarım grubunun üyesi olarak, malzeme seçme, önerme ve kullanımının denetimi gibi görevlerinin yanı sıra özel amaçlara yönelik malzemeler tasarlarlar.

Metalurji ve malzeme mühendisleri (veya malzeme bilimi ve mühendisleri), aşağıda belirtilen sanayi dallarında faaliyet gösteren kamu veya özel sektör kuruluşlarında çalışabilecekleri gibi kendi işlerini kurma imkânına da sahiptirler.

• Metal sanayi (Demir-çelik, demir-dışı metal üretim ve Döküm sanayi)
• Seramik sanayi (İleri teknoloji seramikleri, geleneksel seramikler ve cam)
• Polimer sanayi
• Yarı-iletken sanayi
• Kaplama Sanayi
• Savunma sanayi
• Makine imalat sanayi
• Otomotiv ve otomotiv yan sanayi
• Uçak ve gemi imalat sanayi
• Kaynak malzemeleri üretimi sanayi
• Metal şekillendirme ve işleme sanayi
• Yüzey işlemleri ve kaplama sanayi
• Elektrik-elektronik malzeme üretimi
• Manyetik malzeme üretimi
• Biomedikal malzeme üretimi
• Kalite kontrol ve gözetim şirketleri
• Tahribatsız muayene

Türkiye'de var olan çoğu metalurji (metal bilimi) mühendislikleri zamanla bilimsel ve teknolojik gelişmelere ayak uydurarak, disiplinleri genişletip Malzeme Bilimi ile entegre hale getirmişlerdir. Aynı zamanda bazı seramik mühendislikleri ise ya Metalurji Mühendisliği bölümleriyle birleştirme yoluyla ya da doğrudan Malzeme Bilimi ve Mühendisliğine çevrilmiştir. Metalurji Bilimi, Malzeme Bilimi'nin alt dalıdır. Yeni açılan bölümlerde Malzeme Bilimi ve Mühendisliği diye geçmektedir. Ancak üniversitelerin programları farklılık gösterebilir yani Malzeme Bilimi'nin farklı alanlarına ağırlık verebilir; örneğin, metalürji, seramik, nanoteknoloji, biyomühendislik gibi..