材料地面运输
全球努力改善效率减少地面交通工具的使用，如汽车、公共汽车、卡车和火车，从而减少它们排放的大量污染物，提供了极好的上下文其中，说明材料科学如何发挥作用，开发新的或更好的材料，以满足人类的关键需求。为汽车行业特别是，对降低车辆重量、减少排放和提高燃油经济性的渴望导致了铝、塑料和塑料之间的激烈竞争，这是一个迷人的故事钢公司在庞大的市场(全球每年有4000万到5000万辆汽车和卡车)中争夺股份。在这场战斗中，材料科学家发挥着关键作用，因为他们努力开发改进材料的成功与否将决定未来汽车的形状和可行性。
该行业的供应商如何认真地看待保护或增加他们在这些巨大市场中的份额的需要，这可以通过他们建立的特殊计划来证明，财团，或专门设计用于开发更好的合金、塑料或陶瓷用于汽车应用。例如，在美国的一个项目美国铝业公司(美国铝业)称铝密集型汽车(AIV)，以及雷诺兹金属公司的一个类似的公司，建立了用于制造汽车“空间框架”的材料和工艺，由铝合金棒和压铸连接器连接而成焊接粘接。另一家铝业公司也不甘示弱，加拿大铝业有限公司在一个名为铝结构车辆技术(ASVT)，开始了研究建设汽车一体机的粘合剂粘接铝板。的塑料当然，工业界对取代尽可能多的能源有着极大的兴趣金属尽可能的使用汽车零部件，为了帮助实现这一点，一个叫做D&S国际塑料公司成立于密歇根州底特律市。这一地区由三家公司共同经营。该中心的具体目标是开发适合形成多个连接面板或组件的材料和工艺(例如,车身面板和保险杠筋膜)同时从不同类型的塑料。该项目的核心是一台4000吨的共注压力机，可降低高达50%的成本，从而使塑料在汽车领域的应用更具吸引力。
在诸如此类的项目中，以及在供应商和汽车公司内部开展的更多项目中，受过高级金属、塑料和陶瓷专业培训的材料科学家一直在引领着汽车行业的革命。下面的章节描述了改善汽车和其他地面交通工具性能的具体需求，以及材料科学家为满足这些需求而采取的方法。
金属
铝
因为铝有大约三分之一密度就钢铁而言，它在汽车中取代钢铁似乎是一种明智的方法，可以减轻重量，从而提高燃油经济性，减少有害排放。然而，如果不适当考虑两种材料在其他性质上的显著差异，就不能进行这种替换。这是材料科学家工作的一个重要方面——根据材料的性能如何与设计工程师指定的负载和性能要求相平衡，帮助评估材料对给定应用的适用性。在这种情况下(铝与钢)，考虑材料科学家评估铝在汽车面板中的使用方法是有指导意义的，比如车门、引擎盖、后备箱甲板和屋顶，这些部件占汽车重量的60%以上。
任何金属的两个主要性质是(1)它的屈服强度，定义为其抵抗永久变形(如挡泥板凹痕)的能力，以及(2)其弹性模量，定义为其抵抗弹性或弹性的能力偏转像一个鼓面。通过合金在美国，铝的屈服强度可以与中等强度的钢相当，因此在汽车面板上表现出类似的抗压痕性能。另一方面，合金化通常不会显著影响金属的弹性模量，例如，由铝合金制成的汽车门板或引擎盖，它们的模量大约是钢的三分之一，当受到风的冲击时，它们会变得松软，并产生很大的挠度。从这个角度来看，铝似乎是车身面板的边缘选择。
人们可以尝试克服这一点缺乏通过将铝板的厚度增加到钢的厚度的三倍，它打算取代。然而，这样做只会使重量大致增加到同等钢结构的重量，从而达到演习的目的。幸运的是，正如两位英国材料科学家在1980年优雅地证明的那样，迈克尔·阿什比和David Jones，当适当地考虑到实际门板的偏转方式时，由于受到门边缘的限制，使用铝板仅比它所取代的钢略厚，并且仍然可以达到相同的性能。最终的结果将是节省近三分之二的重量替换铝制钢在这种身体部件上。这表明，理解材料性能和结构设计之间的相互关系是材料科学成功应用的重要因素。
材料科学家的另一项重要活动是合金开发，在某些情况下涉及为非常特定的应用设计合金。例如，在美国铝业公司的AIV项目中，材料科学家和工程师开发了一种特殊的AIV铸造合金，用作铸铝节点(连接器)空间框架设计。通常，金属铸件表现出很少的韧性或延展性，因此它们很容易发生脆性断裂，然后发生灾难性的失效。自完整性一辆汽车的性能会受到其相对脆弱的车身部件的限制专有的铸造合金和加工工艺的发展提供了一种比通常铸造合金具有更大延展性的材料。
铝的许多其他进步技术由材料科学家和设计工程师提出的这项技术，已经使汽车、卡车、公共汽车甚至轻轨车辆更容易接受铝。在这些合金中空调这些组件被设计成与环境更安全的制冷剂在化学上兼容，并能承受它们所要求的更高压力。同时,合金已经开发出结合了良好的成形性和耐腐蚀性的能力，以达到最大强度，无需热治疗;这些合金在成形过程中强度不断提高。因此，使用大量铝代替钢的车辆数量稳步增长。1992年，限量版的问世又创造了一个里程碑捷豹跑车几乎全是铝制的，包括发动机，胶粘剂粘合底盘和外壳。稍微便宜一点，而且在全面生产本田的讴歌NSX的铝含量超过400公斤(900磅)，而普通汽车的铝含量约为70公斤通用汽车(General Motors)土星，配有铝制发动机缸体和气缸盖。这些车辆和其他车辆与英国人并肩作战路虎该车从1948年开始采用全铝车身面板——这是一种选择决定由于钢材短缺二战期间从那时起，制造商就一直在生产。