Metalurji veya diğer adıyla metal bilimi, metal ve alaşımların, cevher veya metal içeren ham maddelerden, kullanım sürecine uygun kalitede üretilmesini, saflaştırılmasını, alaşımlandırılmasını, şekillendirilmesini, korunmasını, ve “üretim – kullanım” ömrü içindeki çevresel kaygı ve sorumlulukları da dikkate alarak, insanların ihtiyaçlarına cevap verecek özellikte ve biçimde hazırlanmasını hedef alan bilim ve teknoloji dalı.
Metalurji, konusu itibarıyla, üretim metalurjisi (Ekstraktif metalürji ya da Kimyasal metalurji) ve fiziksel metalurji (Malzeme bilimi) olmak üzere iki ana dala ayrılabilmektedir. Üretim metalurjisi, gerek doğada mevcut cevherlerden, gerekse metal içeren ham maddelerden veya ikincil kaynaklardan (hurda, artıklar, baca tozları, vs.) fiziksel ve kimyasal yöntemlerle saf metallerin veya alaşımların üretimi konularını kapsar.
Öte yandan Malzeme Mühendisliği, metallerle birlikte seramikleri (porselen, fayans, tuğla, kiremit, cam, ateş tuğlası, refrakter malzemeler, özel sermetler, vb. malzemeleri), organik yapı malzemelerini (bilhassa polimerler gibi plastikleri, kauçuk maddesini), çimento, ahşap, fiber ve kompozit malzemeleri, elektrik-elektronik ve manyetik malzemelerini, dişçilik ve tıpta kullanılan malzemeleri, yakıt malzemelerini ve bunların özelliklerinin geliştirilmesini ve üretimini inceleyen bilim dalıdır.
Kısaca Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, inorganik ve organik kökenli doğal veya sentetik hammaddelerden başlayarak metal, seramik ve polimer esaslı mühendislik malzemelerinin tasarlanmasını, geliştirilmesini, üretilmesini ve bunların özelliklerinin çeşitli sanayi dallarındaki teknik ihtiyaçlara uyarlanmasını konu alır.
Metalurji (metal bilimi) ve Malzeme Mühendisliği, bu çerçevede yapılan tüm çalışmaları kapsayan bir ana bilim dalıdır.Metalurji ve Malzeme Mühendisliği temel olarak malzemeleri 4 ana bölümde inceler:
- Metaller
- Seramikler
- Polimerler
- Bu üç türün birlikte oluşturdukları kompozitler
Metalurji ve Malzeme Mühendisliği bölümü bu malzeme türlerinin,
- Çeşitli türlerde mikroskoplar ile görülebilen iç yapılarını,
- Özel olarak tasarlanmış cihazlarla ölçülebilen mekanik, optik, elektronik, manyetik özelliklerini,
- Çeşitli bilgisayar yazılımları ile belirli koşulları oluşturarak analizini,
- Üretim simülasyonlarını,
- Çeşitli analitik cihazlar kullanarak kimyasal ve fiziksel içeriklerini,
- Deneysel ve gerçek hayatta kullanım için üretim senaryolarını inceler ve bunların günlük hayata uygulanmasını sağlar.
Metalurji ve Malzeme Mühendisliği’nin kapsamı oldukça geniş olup, bunlardan bazıları:
- Demir çelik ve döküm
- Demir ve demir dışı alaşımlar (alüminyum, titanyum, magnezyum )
- Nanomalzemeler (nanoparçacıklar, nanoteller, nanotüpler )
- Enerji malzemeleri (güneş pilleri, bataryalar, hidrojen depolama )
- Fonksyonel ince film kaplamalar (ısıya ve ışığa duyarlı akıllı camlar)
- Biyo malzemeler ( yapay organlar, sentetik kemik dokuları )
- Kompozit malzemeler ( tenis raketi, kayak, tekne gövdesi )
- Elektronik malzemeler ( diyotlar, transistörler, kapasitörler )
- Modelleme ve simülasyon ( malzeme özellikleri, üretim süreçlerinin belirlenmesi )
- Polimer ve organik malzemeler ( plastikler, yanmaz kablolar, alevlenme dayanımı olan malzemeler )
- Teknik seramik malzemeler ( hafif zırh malzemeleri, yalıtım malzemeleri ) olarak belirtilebilir.
Georgius Agricola, De re metallica adlı eserin yazarı, metallerle ilgili erken yıllarda çıkmış olan en önemli kitaptır.
