معرفی رشته مهندسی مواد

 

 

 

دیباچه: رشته‌ مهندسی‌ مواد در مقطع‌ کارشناسی‌ دارای‌ دو شاخه‌ متالورژی و سرامیک‌ است‌.

 

 

شاخه متالورژی:

 

تصور کنید که در حال رانندگی در یکی از بزرگراه‌ها هستید که ناگهان کامیونی با خودروی شما برخورد می‌کند و خسارت سنگینی بر آن وارد می‌سازد. چنین برخوردی در حال حاضر علاوه بر صرف هزینه‌ای قابل توجه و نیاز به زمانی نسبتاً طولانی برای تعمیر، از ارزش خودروی شما خواهد کاست اما اگر بدنه خودرو به طور کامل از جنس آلیاژ "Tini" ساخته شده باشد، حداقل برای صافکاری مشکلی نخواهید داشت چون کافی است که بدنه خودرو را تا حد معینی حرارت بدهید تا بدنه تصادفی به سرعت تغییر شکل یابد و شکل اولیه خود را پیدا کند. البته در حال حاضر این یک خیال پردازی علمی است، اما با پیشرفت روز افزون علم متالورژی به زودی موانع تکنولوژیکی در راه تولید و کاربرد این آلیاژها برطرف می‌شود و مقدار زیادی از این مواد در شکل‌های گوناگون تولید خواهد شد.متالورژی به عنوان یک علم، دانش نسبتاً جوانی است که تنها صد سال از عمر آن می‌گذرد و با کشف روش‌های جدید استخراج و تصفیه فلزات، شناسایی مشخصات ساختاری و فیزیکی مواد، فنون جدید شکل دادن و تولید فلزات، متولد شده است. علمی که به دو بخش کلی متالورژی استخراجی و صنعتی تقسیم می‌شود که البته هر دو بخش مذکور در دانشگاه‌های کشور ما نیز به عنوان دو گرایش از رشته مهندس مواد شاخه متالورژی ارائه می‌گردد.

 

گرایش‌ متالورژی استخراجی‌:

متالورژی استخراجی‌ شامل‌ جداکردن‌ فلزات‌ از سنگ‌ معدن‌ و تصفیه‌ آنها (تولید فلزات‌)، شناخت‌ انواع‌ کوره‌ها، سوخت‌ها و فعل‌ و انفعالات‌ شیمیایی‌ می‌شود. به‌ عنوان‌ مثال‌ آنچه‌ در کارخانه‌ ذوب‌آهن‌ اصفهان‌ تا مرحله‌ تهیه‌ شمش‌ آهن‌ خام‌ (چدن‌) انجام‌ می‌شود، عمدتاً مربوط‌ به‌ متالورژی استخراجی‌ است‌.

 

 

 

دروس‌ مشترک‌ در‌ شاخه‌های‌ مختلف‌ مهندسی‌ مواد:

ریاضی‌، معادلات‌ دیفرانسیل‌، ریاضی‌ مهندسی‌، محاسبات‌ عددی‌، مبانی‌ و برنامه‌سازی‌ کامپیوتر، فیزیک‌، شیمی‌ عمومی‌، مبانی‌ مهندسی‌ برق‌ ، استاتیک‌، مقاومت‌ مصالح‌، کریستالوگرافی‌ ، پدیده‌های‌ انتقال‌، شیمی‌ فیزیک‌ مواد، ترمودینامیک‌ مواد ، خواص‌ فیزیکی‌ مواد، متالوگرافی‌، خواص‌ مکانیکی‌ مواد.

 

 

دروس‌ تخصصی‌ گرایش‌ متالورژی استخراجی‌ :

انتقال‌ مطالب‌ علمی‌ و فنی‌، ریخته‌گری‌، شکل‌ دادن‌ فلزات‌ ، تغلیظ‌ مواد معدنی‌ ، اصول‌ استخراج‌ فلزات‌، سینتیک‌ مواد، شیمی‌ تجزیه‌ ، عملیات‌ حرارتی‌ ، خوردگی‌ و اکسیداسیون‌، انجماد فلزات‌، مواد دیرگداز. (بسیاری‌ از دروس‌ این‌ رشته‌ همراه با آزمایشگاه‌ است.)

 

گرایش‌ متالورژی صنعتی‌:

متالورژی صنعتی‌ عبارت‌ است‌ از روش‌های‌ مختلف‌ تولید مصنوعات‌ فلزی‌ که‌ مهمترین‌ این‌ روش‌ها متالورژی پودری‌، شکل‌ دادن‌، جوشکاری‌ و ماشین‌کاری‌ است‌. همچنین‌ در متالورژی صنعتی‌ خواص‌ و مشخصات‌ فیزیکی‌، ساختاری‌ و مکانیکی‌ مواد بررسی‌ می‌شود.

 

 

دروس‌ تخصصی‌ گرایش‌ متالورژی صنعتی‌ :

ریخته‌گری‌، انجماد فلزات‌ ، شکل‌ دادن‌ فلزات‌، خواص‌ مکانیکی‌ مواد ، متالورژی جوشکاری‌ ، متالورژی پودر، روش‌های‌ نوین‌ آنالیز مواد، خوردگی‌ و اکسیداسیون‌، عملیات‌ حرارتی‌ ، استخراج‌ فلزات‌، انتقال‌ مطالب‌ علمی‌ و فنی‌.

 

 

شاخه‌ سرامیک‌:

امروزه‌ سرامیک‌ را هنر ساخت‌ ظروف‌ سرامیکی‌ و سفالینه‌ها نمی‌دانیم‌ بلکه‌ آن‌ را به‌ صورت‌ علمی‌ وسیعتر از ساخت‌ این‌گونه‌ وسایل‌ تعریف‌ می‌کنیم‌. بر این‌ اساس‌ می‌توان‌ گفت‌ که‌ سرامیک‌ بطور کلی‌ هنر و علم‌ ساختن‌ و به‌ کاربردن‌ اشیاء جامدی‌ است‌ که‌ اجزاء تشکیل‌دهنده‌ اصلی‌ و عمده‌ آنها مواد غیرآلی‌ و غیرفلزی‌ است‌ یعنی‌ علم‌ سرامیک‌ علاوه‌ بر سفالینه‌ها شامل‌ انواع‌ چینی‌ها، دیرگدازها، فرآورده‌های‌ ر‌ُسی‌ ساختمانی‌، مواد ساینده‌، لعاب‌های‌ چینی‌، سیمان‌، شیشه‌، مواد مغناطیسی‌ غیرفلزی‌، فروالکتریک‌ها، تک‌ بلورهای‌ مصنوعی‌ و محصولات‌ پیچیده‌تر دیگر می‌شود. دانشجویان مهندسی سرامیک در طول دوره تحصیلی خود، پس از کسب پایه‌های علمی و مهندسی لازم، کلیه فرآیند‌های ساخت سرامیک‌ها را از مواد اولیه و آماده سازی آن گرفته تا کنترل کیفی محصولات ساخته شده و ارتباط بین ساختمان و خواص این مواد فرا می‌گیرند.

 

دروس‌ تخصصی‌ شاخه‌ سرامیک‌:

ساختار سرامیک‌ها، سینتیک‌ مواد، روش‌های‌ نوین‌ آنالیز مواد ، خواص‌ الکتریکی‌ و نوری‌ سرامیک‌ها، مواد دیرگداز ، تئوری‌ شیشه‌ ، تئوری‌ پرسلان‌ها، آزمایشگاه‌ چینی‌، فرآیند ساخت‌ سرامیک‌، انتقال‌ مطالب‌ علمی‌ و فنی‌.

 

 

توانایی‌ های‌ لازم :

در مهندسی‌ مواد، دو علم‌ شیمی‌ و فیزیک‌ اهمیت‌ ویژه‌ای‌ پیدا می‌کند. چرا که‌ بررسی‌ خواص‌ مواد بدون‌ آشنایی‌ با این‌ دو علم‌ امکان‌پذیر نیست. دانشجوی‌ این‌ رشته‌ علاوه‌ بر فیزیک‌ و شیمی‌ باید از دانش‌ ریاضی‌ اطلاعات‌ کافی‌ داشته‌ و قدرت‌ تجزیه‌ و تحلیل‌ خوبی‌ داشته‌ باشد. برای‌ مثال‌ با وجود آن‌ که‌ یک‌ مهندس‌ متالورژی نباید به‌ فکر پشت‌ میزنشینی‌ بوده‌ و باید آمادگی‌ کار در شرایط‌ سخت‌ را داشته‌ باشد، اما بدون‌ شک‌ مهندس‌ این‌ رشته‌ بیش‌ از توان‌ جسمانی‌ خوب‌ نیاز به‌ ذهنی‌ خلاق‌ و کنجکاو دارد. آشنایی‌ با زبان‌ انگلیسی‌ نیز در تمام‌ رشته‌های‌ مهندسی‌ ضروری‌ است‌. اما در مهندسی‌ سرامیک‌ این‌ ضرورت‌ بیشتر احساس‌ می‌شود چرا که‌ این‌ رشته‌ نسبتاً جدید است و در نتیجه‌ کتابهای‌ علمی‌ آن‌ کمتر به‌ زبان‌ فارسی‌ ترجمه‌ شده‌ است‌.

 

 

موقعیت‌ شغلی‌ در ایران :

فارغ‌التحصیلان‌ متالورژی استخراجی‌ می‌توانند جذب‌ مراکزی‌ شوند که‌ به‌ فرآیند استخراج‌ و تولید مواد اولیه‌ فلزی‌ (آهنی‌ و غیرآهنی‌) از کانه‌های‌ مربوط‌ می‌پردازند . برای مثال می‌توانند در صنایع‌ نفت‌ و پالایش‌ و همچنین‌ صنایع‌ آهنی‌ و غیرآهنی‌ مانند ذوب‌ آهن‌ اصفهان‌، مجتمع‌ مس‌ سرچشمه‌ و آلومینیم‌ اراک‌ فعالیت‌ کنند. فارغ‌التحصیلان‌ متالورژی صنعتی‌ نیز می‌توانند در مراکزی که با تولید قطعات فلزی سروکار دارند مانند صنایع ریخته‌گری، صنایع متالورژی پودر، صنایع‌ فولادسازی‌، صنایع‌ دفاع‌، هواپیماسازی‌، کشتی‌سازی‌، تراکتورسازی‌، خودروسازی‌ و ساخت‌ قطعات‌ مختلف‌ وسایل‌ خانگی‌ از جمله‌ یخچال‌، کولر، ماشین‌لباسشویی‌، تلویزیون‌ و ضبط‌ صوت‌ فعالیت‌ نمایند. در مورد فرصت‌های‌ شغلی‌ مهندس‌ سرامیک‌ نیز باید گفت‌ که‌ امروزه‌ صنایع‌ سرامیک‌ برای‌ رشد اکثر صنایع‌ اهمیت‌ بسیاری‌ دارند. برای‌ مثال‌ صنایع‌ متالورژی و سایر صنایعی‌ که‌ با درجه‌ حرارت‌ بالا سروکار دارند، مصرف‌کننده‌ مواد دیرگداز هستند یا صنایع‌ الکترونیک‌ احتیاج‌ به‌ قطعات‌ مختلف‌ سرامیکی‌ با خواص‌ الکترونیکی‌ و مغناطیسی‌ مطلوب‌ دارند. همچنین‌ صنایع‌ اتومبیل‌سازی‌، صنایع‌ ساختمانی‌، صنایع‌ تولید نیرو، مخابرات‌ و بالاخره‌ هر خانه‌ و خط‌ تولید هر کارخانه‌ای‌ نیاز به‌ فرآورده‌های‌ سرامیکی‌ دارد. در حال‌ حاضر کشور ما کارخانه‌های‌ عمده‌ کاشی‌سازی‌، چینی‌سازی‌، تولیدکننده‌ مواد نسوز، تولیدکننده‌ سرامیک‌های‌ الکتریکی‌، شیشه‌سازی‌، آجرسازی‌ و سیمان‌ دارد‌ که‌ فارغ‌التحصیلان‌ رشته‌ سرامیک‌ می‌توانند در آنها مشغول‌ به‌ کار گشته‌ و به‌ افزایش‌ کارایی‌ و راندمان‌ کارخانه‌ و همچنین‌ بهبود کیفیت‌ محصول‌ آن‌ کمک‌ نمایند.

 

منبع: کتاب آشنایی با رشته های دانشگاهی سازمان سنجش آموزش کشورتالیف خانم فیروزه سودایی ونرم افزار سامان رشته ی سازمان سنجش

 

ویدیو مرتبط :
شروع مطالعه - رشته مهندسی مواد - آقای کوکبی

---

خواندن این مطلب را به شما پیشنهاد میکنیم :

معرفی رشته مهندسی مواد در مقطع کارشناسی ارشد

استخراج فلزات، مهندسی پزشکی- بیو مواد از گرایش های مهندسی مواد هستند

 

رشته مهندسی مواد در مقطع کارشناسی ارشد
مهندسی مواد یکی از رشته‌های مهندسی است که به درستی لقب مادر رشته‌های مهندسی را به خود اختصاص داده است. به جرأت می‌توان گفت: که اکثریت قریب به اتفاق مصنوعات بشری که در اطراف می‌بینیم، حاصل تلاش مهندسان مواد است.

 

اگر به اتومبیل، قطار و هواپیما توجه کنیم، قسمتهای اصلی آن‌ها مثل بدنه، شیشه و موتور از مواد تشکیل شده است و به طور کلی تحولاتی که در عرصه علم و صنعت صورت گرفته، به طور مستقیم یا غیرمستقیم حاصل تلاش و پیشرفت در رشته مهندسی مواد است. بنابراین، در طراحی و ساخت تقریباً تمام مصنوعات بشری در تیم طراحی یا ساخت، در کنار مهندسان برق، مکانیک، شیمی، عمران و صنایع حضور مهندسان مواد الزامی و غیرقابل اجتناب است.

 

گرایش‌ها و ابعاد مختلف رشته مهندسی مواد در کارشناسی ارشد
رشته مهندسی مواد در مقطع کارشناسی ارشد دارای این گرایش‌ها است: شناسایی و انتخاب و روش ساخت مواد فلزی، شکل دادن فلزات، جوشکاری، استخراج فلزات، مهندسی پزشکی- بیو مواد، سرامیک، حفاظت و خوردگی مواد و ریخته گری.

 

* شناسایی و انتخاب و روش ساخت مواد فلزی :
دانش آموختگان مهندسی مواد – شناسایی انتخاب و روش ساخت مواد فلزی، در زمینه های زیر توانایی کسب می کنند:

- طراحی و ارائه روش های ساخت .
- بررسی علل تخریب و ارائه روش های مناسب برای جلوگیری از آن
- همکاری در زمینه و طراحی تاسیس و گسترش مراکز صنعتی و آموزش کشور

 

* جوشکاری :
دوره کارشناسی ارشد “جوشکاری ” به منظور تربیت نیروهای متخصص در زمینه اتصالات مواد مختلف (اعم از فلزی و غیر فلزی ) برای صنایع و مراکز تحقیقاتی و آموزشی برنامه ریزی شده است. دانش آموختگان این گرایش در زمینه های زیر توانائی کسب می کنند:
- طراحی و ارائه روش های اتصالات مواد در ساخت و تولید بر مبنای استانداردهای بین المللی
- بررسی علل تخریب در اتصالات و ارائه روش های مناسب برای جلوگیری از آنها
- آزمایش های کنترل کیفی بر مبنای استانداردهای بین المللی و تعیین کیفیت قطعه کار
- بهینه سازی شرایط جوشکاری در واحدهای مختلف صنعتی و نوآوری در صنایع
- فعالیت های آموزشی و تحقیقاتی در مراکز آموزش عالی و تحقیقاتی و صنایع کشور در رابطه با علوم و فنون اتصالات و کنترل کیفی آنها.

 

* شکل دادن فلزات :
دانش آموختگان مهندسی شکل دادن فلزات، توانایی انجام امور تخصصی در زمینه های زیر را کسب می نمایند:
- تحلیل و طراحی فرآیندهای شکل دادن از قبیل آهنگری، نورد، اکستروژن، شکل دادن ورق و جز آن
- تحلیل اثر پارامترهای مختلف بر فرآیندهای شکل دهی فلزات
- تحلیل رفتار میکرو و ماکرو فلزات به هنگام شکل دادن و کنترل ساختار و بهبود خواص مکانیکی
- تحلیل قابلیت شکل پذیری و کارپذیری سرد و گرم فلزات و آلیاژها
- پژوهش درباره روش های شکل دهی از قبیل روش های سریع شکل دهی، سوپر پلاستیک و به کارگیری آنها در صنایع داخلی

 

* استخراج فلزات :
دانش آموختگان متالورژی و مواد - استخراج فلزات در زمینه های زیر توانایی کسب می کنند:
- مبانی علمی و تکنولوژی فرآیندهای تهیه و تصفیه فلزات شامل تئوری فرآیندهای پیرومتالورژی ، هیدروالکترو متالورژی و پژوهش در این زمینه ها
- اصول شبیه سازی فرآیندهای متالورژی استخراجی
- بررسی فنی و اقتصادی تولید فلزات

 

امروزه مهندسی متالورژی و مواد، نقشی کلیدی در پیشرفت صنایع فوق مدرن ایفا می کند

 

 * حفاظت و خوردگی مواد:
یکی از پدیده های مخرب که عموماً فلزات را تهدید می کند، خوردگی است. خوردگی به صورت تخریب مواد در اثر انجام واکنش های الکتروشیمیایی در محیط تعریف می شود. سالانه هزینه های قابل توجهی برای جبران این پدیده مخرب پرداخت می شود. به نحوی که در سال ۲۰۰۱ میلادی در ایالات متحده آمریکا، بالغ بر ۲۷۶ میلیارد دلار (۷/۴ دردصد از سود ناخالص ملی) صرف خسارات ناشی از خوردگی شده است. این خسارات اغلب شامل تعویض قطعه خورده شده، توقف کار، آتش سوزی و انفجار، آلودگی مواد تولیدی و … می شود.

 

پالایشگاه ها، صنایع پتروشیمی، کارخانجات کاغذ سازی، کارخانجات ریخته گری و فولاد سازی، نیروگاه ها (هسته ای ، بخار و گازی)، سازه های ساختمانی، پل ها، راه آهن و … مهمترین مواردی هستند که اغلب با مشکلات خوردگی مواجه هستند. با وجود تلاش هایی که بشر برای کنترل خوردگی انجام داده است، مانند بهبود جنس مواد، حفاظت کاتدی، حفاظت آندی، استفاده از مواد بازدارنده و ایجاد پوشش، اما بشر هنوز نتوانسته است که این پدیدخ مخرب را کاملاً کنترل نماید.

 

البته به نظر می رسد که با گذشت زمان حضور مواد شیمیایی خورنده تر در محیط های صنعتی افزایش یابد. به عنوان مثال نفت خامی که به دلیل وجود اسید ترش و آب شور، خورندگی زیادی داشته و تاکنون استخراج آن مقرون به صرفه نبود، به دلیل کاهش منابع انرژی مجبور به استفاده از آنها خواهیم شد. در سال ۱۹۰۳ میلادی برای اولین بار در ایالات متحده آمریکا، مبحث خوردگی به عنوان یک علم در دانشگاه تدریس شد.

 

دانش آموختگان مهندسی خوردگی و حفاظت مواد در زمینه های زیر توانایی کسب می کنند:
- اصلاح و بهبود خواص آلیاژهای مورد استفاده در صنعت از نظر خوردگی
- حفاظت فلزات و آلیاژها در محیط های مورد استفاده (ممانعت کننده ها)
- حفاظت کاتدی و آندی خصوصا در مورد لوله های زیرزمینی و تاسیسات دریایی
- کاربرد پوشش های مختلف غیر فلزی در صنایع
- تهیه مواد کاهش دهنده خوردگی، مواد پاک کننده، مواد آبکاری، پوشش ها و بهبود کیفیت آنها.

 

* ریخته گری :
دانش آموختگان گرایش کارشناسی ارشد ریخته گری در زمینه های زیر توانایی کسب می کنند :
- افزایش بهره وری واحدهای صنعتی ریخته گری در کشور
- طراحی قطعات ریخته گری و انتخاب مواد و روش ریخته گری مناسب برای تولید آنها
- بررسی علل ایجاد عیوب در قطعات ریخته گری و ارائه راه های مناسب برای رفع آنها
- طراحی و برنامه ریزی ذوب و ریخته گری آلیاژهای پیشرفته و جدید مهندسی
- طراحی واحدهای صنعتی ریخته گری
- برنامه ریزی در جهت تقویت سطح علمی واحدهای صنعتی ریخته گری در کشور
- تشکیل و ارتقای سطح واحدهای خدمات مهندسی و مراکز تحقیقاتی ریخته گری
- فعالیت های آموزشی و تحقیقاتی در مراکز آموزش عالی و مؤسسات تحقیقاتی کشور

 

* نانو مواد :
نانو فناوری کاملا با مهندسی مواد مرتبط و به آن وابسته است و در عین حال زمینه های تحقیقاتی جدیدی در این رشته به وجود آورده است.
ساختار مواد در ابعاد میکرومتر و نانومتر، در مهندسی مواد مطالعه می شوند. نانو دانش و نانو فناوری مبتنی بر شناخت ما از ساختار مواد است. از سوی دیگر روشهای تولید و دست کاری ساختارها و مواد در صنایع مختلف مانند صنایع رنگ، سرامیک، فولاد و …. در مهندسی مواد مورد بررسی و مطالعه قرار می گیرند. با به کارگیری نانوفناوری می توان این روشها را بهبود بخشید و یا روشهای کاراتر و حتی مواد و ساختارهای جدیدی با خواص بهتر طراحی و تولید نمود.

 

* زمینه‌های اشتغال مهندسی مواد
امروزه مهندسی متالورژی و مواد، نقشی کلیدی در پیشرفت صنایع فوق مدرن و جدید مانند صنایع هسته‌ای، صنایع انرژی، تکنولوژی پزشکی و کاربرد‌های فضایی و نظامی داشته و تحقیقات کاربردی و پایه‌ای‌ در متالورژی و مواد، پیوسته افق‌های جدیدی را فرآوری پیشرفت تمدن بشری‌ گشوده است. از آنجائیکه مواد، واحدهای سازنده تمامی تولیدات هستند، مهندسین مواد در طیف وسیعی از صنایع تولید کننده به کار مشغولند. درصد بالائی از این مهندسین در صنایع مربوط به فلز، قطعات الکترونیکی، وسایل حمل و نقل تجهیزات صنعتی کارمی‌کنند.

 

نیاز به مهندسین مواد در کار تولید مواد جدید برای مواد الکترونیکی و پلاستیکی رو به افزایش است. بازار کار جدیدی که برای این رشته باز شده شرکت های نفتی و شرکتهای توابع آن هستند که اخیرا پی برده‌اند که در قسمت بازرسی فنی باید از مهندسین متالوژی استفاده کرد و نه از مهندسین مکانیک چون کلیه موضوعات درگیر با این بخش که وظیفه کنترل کیفی شرکت را بر عهده دارند مباحث متالوژیکی هستند مثل خوردگی، جوشکاری، NDT و… که از جمله دروس اصلی و پایه رشته متالورژی هستند.

منبع : unp.ir