Microsoft Word chapter doc

---

1 - 1 
CHAPTER 1: CLASSIFICATION OF MATERIALS 
A day at the park 
1.1 WHY STUDY MATERIALS? 
On a sunny day at the park, where would you prefer to sit and relax - on a wooden bench, 
stone pedestal, concrete sidewalk, or grassy lawn? It probably depends on if you want to be 
warm or cool. If you want to read, be thankful that you don't have to carry carved stone tablets 
or a parchment scroll; you can carry a paperback book in your backpack or download an ebook 
to a portable computer. Maybe you should take a jacket along. Which would be the best choice 
- a wool blazer, nylon windbreaker, microfiber trenchcoat, or cotton sweatshirt? People who are 
fortunate enough to have all of these in their closets can choose the material that best protects 
them from the predicted weather - temperature, precipitation, and wind.
In modern society we are surrounded by an amazing variety of materials. Most of the 
materials discussed in this book are solids that have been modified from their natural states to 
make them more suitable for practical applications.
The materials people use have such an impact on their lifestyles that historical eras have 

---

1 - 2 
been named for them. Ancient artifacts found by archaeologists have been dated and analyzed 
to reveal the increasing sophistication of their manufacturing methods.
Early humans
Stone age 
~9000 BCE
Copper age
~3000 BCE
Bronze age 
~1200 BCE
Iron age 
 
Artifacts of civilization 
top row: flint handaxe, copper coin, bronze helmet 
bottom row: locomotive wheel, plastic toy, solar cell 
Historians have shown that technological advancements created new tools for agriculture 
and new weapons for armies. Explorers established trade routes to redistribute raw materials and 
finished products. 
Modern culture is also influenced by the availability of new materials. In the 1960's 
plastics were used to make colorful toys and housewares at such a low cost that they were 
frequently disposed of and replaced with the latest style. In the 1980's silicon based electronics 
started spreading through businesses and homes. Since the 1960s homes (and landfills) in the 
United States have become bigger and more crowded with objects for applications never 
dreamed of by stone age humans. 
In the 21st century there is much discussion of "globalization." Materials definitely 
follow a global cycle. Raw materials are collected; processed into useful materials; sold to 
consumers; and eventually discarded as waste. Each stage may occur on a different continent!
Supply and demand of materials can affect international relations. 

---

1 - 3 
1.2 WHY STUDY THE CHEMISTRY OF MATERIALS? 
 
A standard place setting includes metal cutlery, a polymer napkin, and a ceramic dish. 
Traditionally the three major classes of materials are metals, polymers, and ceramics.
Examples of these are steel, cloth, and pottery. These classes usually have quite different 
sources, characteristics, and applications.
Chemists have learned that the macroscopic (visible) properties of matter are related to its 
microscopic (invisible) composition and structure. The atoms and molecules that compose 
matter are too small to see. But if we know what something is made of, and how it's held 
together, then we can break it apart and rearrange it. The result can be something with totally 
different properties. Nylon is made from oil! 
1.3 HOW CAN WE COMPARE MATERIALS?