Διαγράμματα φάσεων: Όρια διαλυτότητας, φάσεις και μικροδομή. Ισορροπία φάσεων. Διαγράμματα φάσεων ισορροπίας. Δυαδικά ισομορφικά και ευτηκτικά συστήματα. Ευτηκτοειδείς και περιτηκτικές αντιδράσεις. Ο κανόνας φάσεων του Gibbs. Το σύστημα σιδήρου-άνθρακα. Το διάγραμμα φάσεων σιδήρου-ανθρακούχου σιδήρου. Μικροδομές σε κράματα σιδήρου-άνθρακα. Κράματα άλλων στοιχείων.
Μετατροπές φάσεων στα μέταλλα και ανάπτυξη μικροδομών: Μετατροπές φάσεων. Μεταβολές ιδιοτήτων και μικροδομής στα κράματα σιδήρου-άνθρακα. Ισόθερμες μετατροπές. Μηχανική συμπεριφορά κραμάτων σιδήρου-άνθρακα. Σφυρήλατος (tempered) μαρτενσίτης.
Θερμικές κατεργασίες: Ανόπτηση. Θερμική κατεργασία χάλυβα. Σκλήρυνση και μηχανισμοί σκλήρυνσης. Δοκιμασίες ελέγχου και καμπύλες σκλήρυνσης. Επίδραση του μέσου, και των γεωμετρικών χαρακτηριστικών του δείγματος στην σκλήρυνση. Σκλήρυνση με καθίζηση.
Μεταλλικά κράματα: Βιομηχανική κατεργασία κραμάτων. Κράματα σιδήρου. Κράματα χαλκού, αλουμινίου, μαγνησίου, τιτανίου. Πυρίμαχα μέταλλα. Υπερκράματα. Ευγενή μέταλλα.
Κεραμικά υλικά: Δομή και ιδιότητες των κεραμικών. Κρυσταλλική δομή κεραμικών. Πυριτικά κεραμικά. Άνθρακας. Μορφές του άνθρακα: διαμάντι, γραφίτης, φουλλερένια. Ατέλειες στα κεραμικά. Διαγράμματα φάσεων. Μηχανικά ζητήματα των κεραμικών υλικών. Ψαθυρή θραύση. Πλαστική παραμόρφωση και μηχανισμοί.
Πυρίμαχα Υλικά: Πυρίμαχοι πηλοί. Πυρίμαχα υλικά από silica και μαγνησία. Ειδικά πυρίμαχα. Κεραμικά εκτριβής και λείανσης (abrasives).
Καρβίδια και νιτρίδια: ανθρακούχο πυρίτιο (SiC), και αζωτούχο πυρίτιο (Si3N4). Κονιάματα. Τσιμέντα. Προηγμένα κεραμικά. Αλουμίνα (Al2O3) και ζιρκονία (ZrO2). Κεραμικά υλικά αιχμής.
Ύαλοι: Εισαγωγή. Πρότυπα δομής για το γυαλί. Πρόβλεψη σχηματισμού γυαλιού. Μηχανικές ιδιότητες. Σύνδεση γυαλιού /μετάλλου και γυαλιού/κεραμικού. Ανθεκτικότητα του γυαλιού. Πηλοί. Χαρακτηριστικά, σύσταση και τεχνικές βιομηχανικής επεξεργασίας. Ξήρανση και πύρωση.
Προαπαιτούμενες βασικές γνώσεις: Επιστήμη των Υλικών Ι, Χημεία ΙΙ