Il existe différentes classes de matériaux, en voici quelques-unes :
1. Les matériaux métalliques
Ce sont des métaux ou alliages. Ils ont une structure en « grains », c’est-à-dire qu’ils sont constitués de petits domaines monocristallins séparés par des zones appelées « joints de grains ».
2. Les céramiques
Elles sont composées d’éléments métalliques et non-métalliques comme des oxydes ou des silicates. Ils peuvent avoir une structure cristalline, semi-cristalline ou amorphe. À l’échelle microscopique, les atomes sont liés par des liaisons intermédiaires.
3. Les semi-conducteurs
Ces matériaux ont la particularité d’avoir la structure électronique d’un isolant, mais avec un gap beaucoup plus faible. Ainsi, un semi-conducteur a une conductivité électrique intermédiaire entre celle des métaux et celle des isolants.
4. Les polymères
Les polymères sont constitués de macromolécules dont la cohésion est généralement assurée par des liaisons de Van der Waals et des liaisons hydrogène. Ces macromolécules cristallisent difficilement du fait de leur taille. Les polymères ont donc en général des zones cristallisées au milieu d’une masse amorphe. Pour quantifier cela, on utilise le taux de cristallinité massique, noté $\chi _m$ et défini par :
$\chi _m = \frac{m_c}{m_{tot}}$
Avec :
$\chi _m$ le taux de cristallinité
$m_c$ la masse des phases cristallines
$m_{tot}$ la masse totale de l’échantillon
Pour les polymères semi-cristallins usuels, le taux de cristallinité est compris entre 20% et 80%.
Remarque : il existe également des matériaux composites, céramique-polymère ou céramique-métal par exemple.
