مادة العلوم والتكنولوجيا من المواد. تكنولوجيا مواد البناء

التخصص "المواد العلوم والتكنولوجياالمواد "هي واحدة من التخصصات الأكثر أهمية لجميع الطلاب تقريبا الذين يدرسون الهندسة. إن إنشاء تطورات جديدة يمكن أن تتنافس في السوق الدولية لا يمكن تصوره وتنفيذها دون معرفة كاملة بهذا الموضوع.

دراسة مجموعة متنوعة من المواد الخام المختلفةوتشارك خصائص في سياق علم المواد. خصائص مختلفة من المواد المستخدمة سلفا مجموعة من استخدامها في الهندسة. الهيكل الداخلي للسبائك المعدنية أو المركبة يؤثر بشكل مباشر على جودة المنتج.

خصائص أساسية

المواد العلوم والتكنولوجيا من الهيكليالمواد تشير إلى أهم أربع خصائص أي معدن أو سبيكة. أولا وقبل كل شيء، هذه هي الميزات الفيزيائية والميكانيكية التي تسمح للتنبؤ الصفات التشغيلية والتكنولوجية للمنتج في المستقبل. الملكية الميكانيكية الرئيسية هنا هي القوة - فإنه يؤثر بشكل مباشر على عدم قابلية المنتجات النهائية تحت تأثير أعباء العمل. عقيدة التدمير والقوة هي واحدة من أهم مكونات الدورة الأساسية "علوم المواد والتكنولوجيا من المواد". هذا العلم هو الأساس النظري للبحث عن السبائك الهيكلية اللازمة والمكونات المعدة لتصنيع أجزاء مع خصائص القوة اللازمة. الخصائص التكنولوجية والتشغيلية تجعل من الممكن التنبؤ بسلوك المنتج النهائي تحت العمل والأحمال الشديدة، لحساب حدود القوة، وتقدير طول العمر للآلية بأكملها.

المواد الأساسية

خلال القرون الأخيرة المواد الرئيسيةلإنشاء الآلات والآليات هو المعدن. ولذلك، فإن الانضباط "علم المواد" تولي اهتماما كبيرا لعلوم المعادن - علم المعادن وسبائكها. وقدم العلماء السوفياتي مساهمة كبيرة في تطورها: أنوسوف ب، كورناكوف نس، تشيرنوف دك وغيرها.

أهداف العلوم المادية

أساسيات علوم المواد مطلوبة للدراسةالمهندسين في المستقبل. بعد كل شيء، والغرض الرئيسي من إدراج هذا الانضباط في الدورة التدريبية لتدريب طلاب الهندسة لجعل الحق في الاختيار من المواد للمنتجات مصممة لتمديد فترة عملها.

إن تحقيق هذا الهدف سيساعد المهندسين في المستقبل على حل المهام التالية:

• تقييم الخصائص التقنية للمادة بشكل صحيح، وتحليل شروط تصنيع المنتج وفترة تشغيله.
• يكون الأفكار العلمية شكلت جيدا حول إمكانيات حقيقية لتحسين أي خصائص معدنية أو سبيكة عن طريق تغيير هيكلها.
• كن على بينة من جميع الطرق لتصلب المواد التي يمكن أن تضمن متانة وأداء الأدوات والمنتجات.
• لديهم معرفة حديثة من المجموعات الرئيسية من المواد المستخدمة، وخصائص هذه المجموعات ومجال التطبيق.

المعرفة المطلوبة

بالطبع "علوم المواد والتكنولوجياالمواد الهيكلية "مخصصة لأولئك الطلاب الذين يفهمون بالفعل ويمكن أن يفسر أهمية خصائص مثل الإجهاد، الحمل والبلاستيك وتشوه مرونة، والحالة الإجمالية للمادة، وهيكل الكريستال الذرية من المعادن، وأنواع الروابط الكيميائية، والخصائص الفيزيائية الأساسية للمعادن. في عملية الدراسة، والطلاب يخضعون للتدريب الأساسي، وهو أمر مفيد بالنسبة لهم لقهر التخصصات الشخصية. وتنظر الدورات القديمة في مختلف عمليات الإنتاج وتكنولوجياته، حيث يلعب العلم المادي وتكنولوجيا المواد دورا هاما.

من للعمل مع؟

معرفة ميزات التصميم والتقنيةخصائص المعادن والسبائك هي مفيدة لتكنولوجيا، مهندس أو مصمم يعمل في مجال تشغيل الآلات والآليات الحديثة. ويمكن للمتخصصين في مجال التكنولوجيا من المواد الجديدة العثور على مكان عملهم في مجالات بناء الماكينات والسيارات والطيران والطاقة والفضاء. وفي الآونة الأخيرة، كان هناك نقص في الأخصائيين الحاصلين على دبلوم في "علم المواد وتكنولوجيا المواد" في صناعة الدفاع وفي تطوير معدات الاتصالات.

تطوير علوم المواد

كعلم منفصل، علم المواد هو مثال على العلوم التطبيقية النموذجية التي تفسر تركيبة وهيكل وخصائص المعادن المختلفة وسبائكها في ظل ظروف مختلفة.

القدرة على استخراج المعادن وإنتاج مختلفتم الحصول على السبائك من قبل الإنسان خلال فترة تحلل النظام الطائفي البدائي. ولكن كعلوم منفصلة، ​​بدأ علم المواد وتكنولوجيا المواد التي تدرس قبل أكثر من 200 عام. بداية القرن الثامن عشر هي فترة اكتشافات عالم الموسوعة الفرنسية ريومور، الذي حاول أولا دراسة البنية الداخلية للمعادن. وأجريت دراسات مماثلة من قبل الشركة المصنعة الإنجليزية غريغنون، الذي كتب في عام 1775 تقريرا موجزا عن هيكل عمودي اكتشفه، والتي تتشكل عندما الحديد تتصاعد.

في الإمبراطورية الروسية، كانت أول الأعمال العلمية في مجال المعادن تنتمي إلى مف لومونوسوف، الذي حاول في قيادته شرح موجز لطبيعة العمليات المعدنية المختلفة.

إنجاز كبير قبل المعادن صنع فيبداية القرن التاسع عشر، عندما تم تطوير أساليب جديدة للتحقيق في مواد مختلفة. في عام 1831 وأظهرت أعمال ب أنوسوف إمكانية التحقيق المعادن تحت المجهر. بعد ذلك، العديد من العلماء من عدد من البلدان قد ثبت علميا التحولات الهيكلية في المعادن مع التبريد المستمر.

بعد مائة سنة، عصر المجاهر الضوئيةتوقفت عن الوجود. ولا يمكن لتكنولوجيا المواد الهيكلية أن تكتشف اكتشافات جديدة، باستخدام أساليب عفا عليها الزمن. تم استبدال البصريات بالمعدات الإلكترونية. بدأ علم المعادن اللجوء إلى أساليب المراقبة الإلكترونية، على وجه الخصوص، حيود النيوترونات والانعراج الإلكترون. مع مساعدة من هذه التكنولوجيات الجديدة، فمن الممكن لزيادة أقسام المعادن والسبائك تصل إلى 1000 مرة، مما يعني أن هناك أسباب أكثر من ذلك بكثير للاستنتاجات العلمية.

المعلومات النظرية عن هيكل المواد

في عملية دراسة الانضباط، يتلقى الطلاب المعرفة النظرية حول الهيكل الداخلي للمعادن والسبائك. في نهاية الدورة يجب الحصول على المهارات والعادات التالية من قبل الطلاب:

• على الهيكل البلوري الداخلي للمعادن؛
• حول متباين الخواص و إيسوتروبي. ما الذي يحدد هذه الخصائص، وكيف يمكن أن تتأثر؛
• على مختلف العيوب في هيكل المعادن والسبائك؛
• على طرق دراسة البنية الداخلية للمادة.

دروس عملية في تخصص علوم المواد

قسم علوم المواد متاح في كل جامعة تقنية. خلال الدورة، يقوم الطالب بدراسة الأساليب والتقنيات التالية:

• أساسيات المعادن - التاريخ والطرق الحديثةالحصول على سبائك المعادن. إنتاج الصلب والحديد الزهر في أفران الصهر الحديثة. صب الصلب والحديد الزهر، وأساليب لتحسين جودة المنتجات من إنتاج المعادن. تصنيف ووسم الصلب، وخصائصه التقنية والمادية. ذوبان المعادن غير الحديدية وسبائكها، وإنتاج الألومنيوم والنحاس والتيتانيوم وغيرها من المعادن غير الحديدية. تطبق مع هذه المعدات.

• أساسيات علوم المواد تشمل دراسة مسبك، حالته الراهنة، ومخططات تكنولوجية عامة للحصول على الصب.
• نظرية تشوه البلاستيك، ما هو الفرق بين الباردة والساخنة تشوه، ما هو تصلب، جوهر ختم الساخنة، طرق ختم الباردة، مجموعة من تطبيق ختم المواد.
• تزوير: جوهر هذه العملية والعمليات الأساسية. ما هو إنتاج الدرفلة، وحيث يتم تطبيقه، ما هي المعدات اللازمة للالتداول والرسم. كيفية الحصول على المنتجات النهائية لهذه التقنيات، وحيث يتم استخدامه.
• لحام، خصائصه العامة وآفاق التنمية، وتصنيف أساليب اللحام لمختلف المواد. العمليات الفيزيوكيميائية لحام طبقات.
• المواد المركبة. البلاستيك. طرق الحصول على الخصائص العامة. طرق العمل مع المواد المركبة. آفاق التطبيق.

التطور الحديث لعلوم المواد

وقد تلقى علم المواد مؤخرادفعة قوية للتنمية. إن الحاجة إلى مواد جديدة جعلت العلماء يفكرون في الحصول على المعادن النقية وذات النقاء العالي، ويجري العمل على إنشاء مواد خام مختلفة وفقا للخصائص المحسوبة في البداية. التكنولوجيا الحديثة من المواد الهيكلية تشير إلى استخدام مواد جديدة بدلا من المعادن القياسية. ويولى مزيد من الاهتمام لاستخدام البلاستيك والسيراميك والمواد المركبة، والتي لديها معايير القوة التي تتوافق مع المنتجات المعدنية، ولكن تفتقر إلى عيوبها.