رسوم بيانية للخصائص.

يقارن المهندسون مئات المواد في وقت واحد باستخدام مخطط الخصائص، وغالبًا ما يُسمى مخطط أشبي نسبةً إلى المهندس مايكل أشبي، الذي طوّر هذه الفكرة. تصبح كل مادة شكلًا على خريطة. في أحد المخططات الكلاسيكية، تكون الكثافة على المحور الأفقي، ويكون معامل يونغ (الصلابة، الذي تعرّفت إليه في العالم 2) على المحور الرأسي.

كلا المحورين لوغاريتمي. في المحور اللوغاريتمي، تعني كل خطوة متساوية «الضرب في 10» بدلًا من «إضافة 10». وهذه هي الطريقة الوحيدة لوضع الرغوة (خفيفة جدًا ورخوة جدًا) والفولاذ (ثقيل وصلب) في صفحة واحدة، لأن قيمهما تختلف بعوامل تصل إلى الآلاف.

انظر إلى أماكن وقوع الأشياء. مواد العائلة نفسها تتجمع معًا: تكون البوليمرات منخفضة الصلابة، وتوجد المعادن في مجموعة ثقيلة وصلبة، بينما تكون الخزفيات والزجاج صلبة، ويكون الخشب والرغوة خفيفين. نطاقات تقريبية شائعة:

• الرغوات: الكثافة نحو 10 إلى 100 kg/m³، والصلابة أقل بكثير من 1 GPa.
• الأخشاب (على امتداد الألياف): نحو 300 إلى 1,000 kg/m³، ونحو 5 إلى 20 GPa تقريبًا.
• سبائك الألومنيوم: نحو 2,700 kg/m³، ونحو 70 GPa تقريبًا.
• أنواع الفولاذ: نحو 7,800 kg/m³، ونحو 200 GPa تقريبًا.
• المركّبات المصنوعة من ألياف الكربون (على امتداد الألياف): نحو 1,500 إلى 1,600 kg/m³، ونحو 100 إلى 200 GPa تقريبًا.

الزاوية العلوية اليسرى (خفيفة وصلبة) هي الأكثر رغبة، وهي المكان الذي توجد فيه ألياف الكربون والخشب.

يحتوي المخطط أيضًا على إرشادات للتصميم. افترض أنك تحتاج إلى عارضة خفيفة وصلبة تنحني بأقل قدر ممكن مقارنة بوزنها. تقول النظرية إن أفضل المواد هي التي لها أكبر قيمة من E^½ ÷ ρ (الجذر التربيعي لمعامل المرونة مقسومًا على الكثافة). في مخطط السجل-السجل، يكون هذا خطًا مستقيمًا ميله 2، لذا يمكنك تحريك خط عبر الخريطة لترى أي المواد تقع فوقه.

مثال محلول باستخدام قيم نموذجية، بوحدات GPa^½ لكل (Mg/m³): الفولاذ 14 ÷ 7.85 يساوي نحو 1.8؛ الألومنيوم 8.3 ÷ 2.7 يساوي نحو 3.1؛ البلوط على امتداد الألياف 3.5 ÷ 0.7 يساوي نحو 5؛ ومركّب ألياف الكربون 11.8 ÷ 1.55 يساوي نحو 7.6. بالنسبة إلى عارضة لها الصلابة نفسها، تكون ألياف الكربون والخشب أخف من الألومنيوم، ويكون الألومنيوم أخف من الفولاذ.