مهندسی مواد و متالورژی ازنگاه میلاد رستمی (دانشگاه تهران)

برای مشاهده فیلم معرفی مهندسی مواد کلیک کنید

مهندسی مواد و متالورژی :

 پیش از پرداختن به معرفی این رشته لازم است اشاره کنم که مهندسی متالورژی ( Metallurgy ) شاخه ای از مهندسی مواد می­باشد.

     علم و مهندسی مواد شاخه ای از علوم است که بطور گسترده در زمینه مواد مختلف مهندسی مانند فلزات ، سرامیک ها ، مواد الکترونیکی و بیومتریال ها فعالیت می کند. در این رشته ارتباط بین ساختار مواد ، روش ساخت آن ها ، خواص آنها و عملکرد مواد مورد بررسی قرار می‌گیرد. مهندسی مواد و متالورژی در گذشته در دو زمینه مجزای سرامیک و متالورژی تقسیم ‌بندی می شد ؛ اما اکنون شامل طیف وسیعی از مواد مانند : فلزات ، سرامیک‌ها ، پلیمرها ، نیمه هادی‌ها ، مواد مغناطیسی، مواد فوتونیک و مواد بایولوژیکی می شود. مهندسی مواد یکی از رشته‌های مهندسی است که به درستی لقب مادر رشته‌های مهندسی را به خود اختصاص داده است. به جرئت می‌توان گفت که اکثریت قریب به اتفاق مصنوعات بشری که در اطراف می‌بینیم، حاصل تلاش مهندسان مواد است. متالورژی به عنوان یک علم ، دانش نسبتاً جوانی است که تنها صد سال از عمر آن می‌گذرد اما به عنوان یک هنر تاریخچه آن به هزاران سال پیش باز می­گردد ؛ در واقع بعد از کشف آهن ، علم متالورژی هم به وجود آمد. صنعت متالورژی در جهان از دیرباز به‌ عنوان صنعت مادر شناخته می شد و با پیشرفتهای روز افزون تکنولوژی ، نقش آن آشکارتر گردید. با گذشت زمان ، کشف روش های جدید استخراج و تصفیه فلزات ، شناسایی مشخصات ساختاری و فیزیکی مواد ، فنون جدید شکل دادن و کار بر روی فلزات ، باعث شد متالورژی به عنوان شاخه ای از علم ، جایگاهی مستقل پیدا کند. متالورژی علمی وسیع است که از ساختمان ها و بدنه خودروها تا نانو تکنولوژی را در بر میگیرد. نکته جالب دیگر این که در کشور آلمان به این رشته پزشکی فلزات هم گفته می شود! یک مهندس متالورژی سعی میکند تا مناسب ترین ماده را ( از نظر استحکام - توجیه اقتصادی و .... ) با توجه به کاربرد قطعه مورد نظر ، انتخاب کند.

این رشته مناسب چه کسانی است ؟

     می­توان گفت پایه و اساس این رشته ، دو علم شیمی و فیزیک می­باشد 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.

دانشجویان این رشته باید درک و علاقه کافی به محتوای درس ها و مباحثی مانند : ترمودینامیک ، الکتروشیمی ، ساختار اتم ، فیزیک اتمی ، شیمی­فیزیک ، خوردگی و اکسیداسیون داشته باشند البته واضح است که این توانایی ها طی دوران تحصیل دانشگاهی در افراد ایجاد می شود و اگر فردی علاقه کافی در مباحث مذکور را در خود بیابد یقینا با تلاش و پشتکار می توانند استعداد و علاقه خود را در محیط دانشگاه به شکوفایی برساند.

مهمترین مهارت های مورد نیاز یکمهندس مواد ، مهارت حل مساله خلاقانه ، توانایی و استعداد در ریاضی ، مهارت های ارتباطی و ارائه مطالب ، آگاهی از فرآیندهای تولید ، توانایی اولویت بندی ، برنامه ریزی موثر ، توانایی کار تیمی و تصمیم گیری است.

مطابق انتظار در اکثر گرایش ها و درس های این رشته نیاز به کار با نرم افزار های مانند: SolidCast ( نرم افزاري براي شبيه سازي ريخته گري) ، Predict Corrosion ( نرم افزار پیش بینی خوردگی ) ، MAGMA ( نرم افزار شبیه ساز ریخته گری ) ، Periodic Table ( نرم افزار جدول تناوبی عناصر)، Mold Flow ( نرم افزار شبیه سازی تزریق پلاستیک ) ، Flow 3D Cast ( نرم افزاري براي شبيه سازي  و پيش بيني حركت مذاب و انجماد در قطعات ريخته گري ) ، Atlas of Phase Diagram (نرم افزاري شامل 1067 دياگرام دوتايي فلزي و 300 نمودار تعادلي سه تايي ) ، AutoForm ( نرم افزار صنایع شکل دهی به خصوص در شاخه ورق کاری ) ، Image tool  ( نرم افزار آنالیز تصاویر متالوگرافی و ریزساختاری ) و ... وجود دارد.

در دانشگاه :

    رشته مهندسی مواد و متالورژی شامل حدود 144 واحد درسی در طول دوره کارشناسی است.

گرایش های مهندسی مواد و متالورژی

     اکنون در دانشگاه های مطرح کشور ( فقط در دانشگاه های صنعتی شریف و دانشگاه تهران ) برای پذیرش دانشجو در مقطع کارشناسی گرایش ها را از هم جدا نمی کنند اما در دانشگاه­های دیگر شامل سه گرایش متالورژی صنعتی، متالورژی استخراجی و سرامیک می­باشد.

واحد های درسی :

• - خواص فیزیکی 1 و 2 ( رابطه بین ساختار با خواص و رفتار فلزات )

• - خواص مکانیکی 1 و 2 ( بررسی رفتار و و اکنش فلزات مختلف در برابر اعمال نیرو )

• - شیمی فیزیک

• - ترمودینامیک

• - خوردگی

• -شکلدهی فلزات ( روش­های مختلف شکل دهی فلزات )

• - عملیات حرارتی ( فرایندهای حرارتی مختلف انجام شده روی قطعات جهت بهبود خواص )

• -ریخته گری و انجماد( بررسی تکنیک­های ریخته گری و بررسی مکانیزم ­های انجماد فلزات )

• -استخراج فلزات ( روش­های مختلف استخراج فلزات شامل : هیدرومتالورژی و پیرومتالورژی )

ادامه تحصیل :

    با توجه به نیاز روز افزون فضای کاری و نیاز به مهندسین متخصص و سرآمد و خلاق در زمینه های مختلف مهندسی متالورژی ، امکان ادامه تحصیل در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری در اکثر دانشگاه های کشور وجود دارد.

گرایش های کارشناسی ارشد و دکترا :

• شناسایی و انتخاب مواد و روش ساخت مواد فلزی

• استخراج

• حفاظت و خوردگی مواد

• شکل دادن فلزات

• جوش کاری

• ریخته گری

• سرامیک

• نانو

• مهندسی پزشکی - بیو مواد

بعد از فارغ التحصیلی :

      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 مهندسی متالورژی و مواد ، پیوسته افق‌های جدیدی را فرا روی پیشرفت تمدن بشری‌ گشوده است. از آنجائیکه مواد ، واحدهای سازنده تمامی تولیدات هستند ،لذا  مهندسین مواد در طیف وسیعی از صنایع تولید کننده مشغول به کارند. درصد قابل توجهی از این مهندسین در صنایع مربوط به فلزز، قطعات الکترونیکیز، وسایل حمل و نقل و تجهیزات صنعتی کارمی‌کنند. نیاز به مهندسین مواد در کار تولید مواد جدید برای قطعات الکترونیکی و پلاستیکی روز به روز بیشتر می شود. بازار کار جدیدی که برای این رشته وجود دارد ، شرکت های نفتی و شرکتهای توابع آن هستند که اخیرا بدنبال بهره مندی از مهندسین متالورژی در قسمت بازرسی فنی هستند چون کلیه موضوعات مرتبط با این بخش که وظیفه کنترل کیفی شرکت را بر عهده دارند مباحث متالورژیکی از جمله خوردگی ، جوشکاری ، NDT و… هستند که از جمله دروس اصلی و پایه رشته متالورژی می باشند.

      فارغ‌ تحصیلان‌ مهندسی متالورژی استخراجی‌ می‌توانند جذب‌ مراکزی شوند که‌ به‌ فرآیندهای استخراج‌ و تولید مواد اولیه‌ فلزی‌ ( آهنی‌ و غیرآهنی ‌) از کانه‌های‌ مربوط‌ می‌پردازند. فارغ‌التحصیلان‌ مهندسی متالورژی صنعتی‌ می‌توانند در مراکزی که با تولید قطعات فلزی سروکار دارند مانند صنایع متالورژی پودر  ، صنایع ریخته‌گری ، صنایع‌ فولادسازی ‌، صنایع‌ دفاع ‌، کشتی‌سازی ‌، هواپیماسازی ‌، تراکتورسازی ‌، سیستم های تهویه مطبوع ، خودروسازی‌ و ساخت‌ قطعات‌ مختلف‌ وسایل‌ خانگی‌ از جمله‌ یخچال ‌، ماشین‌لباسشویی ‌و ... فعالیت‌ کنند. در مورد فرصت‌ شغلی برای‌ مهندس‌ سرامیک‌ می توان گفت‌ که‌ امروزه‌ صنایع‌ سرامیک‌ برای‌ رشد اکثر صنایع‌ اهمیت‌ بسیاری‌ دارند. برای‌ مثال‌ صنایع‌ متالورژی و سایر صنایع‌ که‌ با درجه‌ حرارت‌ بالا سروکار دارند، مصرف‌کننده‌ مواد دیرگداز ( سرامیک ها ) هستند ؛ یا صنایع‌ الکترونیک که‌‌ به‌ قطعات‌ مختلف‌ سرامیکی‌ با خاصیت های‌ الکترونیکی‌ و مغناطیسی‌ مطلوب ، نیاز‌ دارند. همچنین‌ صنایع‌ اتومبیل‌سازی ‌، صنایع‌ ساختمانی‌، صنایع‌ تولید نیرو ، مخابرات‌ و بطور کلی هر کارخانه‌ و خط‌ تولید آن نیازمند‌ فرآورده‌های‌ سرامیکی‌ است. در حال‌ حاضر در کشور ما کارخانه‌های‌ عمده‌ تولیدکننده‌ مواد نسوز ، کاشی‌سازی ‌، چینی‌سازی ‌، شیشه‌سازی ‌، تولیدکننده‌ سرامیک‌های‌ قطعات الکترونیکی‌، آجرسازی‌ و سیمان‌ مشغول فعالیت اند‌ که‌ فارغ‌ تحصیلان‌ رشته‌ سرامیک‌ می‌توانند در آنها مشغول‌ به‌ کار گشته‌ و به‌ افزایش‌ کارایی‌ و بازده‌ کارخانه‌ و همچنین‌ بهبود کیفیت‌ محصول‌ آن‌ کمک‌ نمایند.

وضعیت مهندسی برق در جهان :

امروزه در دنیا بحث انرژی و سلول های خورشیدی بحث جدیدی است که وام دار پیشرفت­های مهندسی مواد در زمینه نانومتریال و سرامیک است، امروزه علم مواد و مهندسین مواد در صنایع مختلف مانند خودروسازی ، هوافضا ، کشتی سازی ، صنایع نفت و گاز و صنایع نظامی بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است و جزء رشته های فنی آینده دار محسوب می شود.

طبق نظام رتبه بندی QS بهترین دانشگاه ها در رشته مهندسی مواد به ترتیب زیر است :

میلاد رستمی - دانشجوی مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه تهران

ویرایش و تنظیم : فرزین رستمی