رشته مواد و متالوژی
مهندسی مواد و متالوژی به‌عنوان مادر رشته‌های مهندسی شناخته می‌شود. این رشته از مهندسی را می‌توان علم طراحی مواد برای سایر رشته‌های مهندسی معرفی کرد که به دو بخش علم مواد (بررسی تمام مواد موجود) و متالوژی (بررسی فلزات) تقسیم می‌شود. متالوژی دانش جوانی است که تاریخچه آن به زمان کشف آهن برمی‌گردد. این دانش با کشف روش‌های جدید استخراج و تصفیه‌ی فلزات، فنون شکل دادن و تولید فلزات، شناسایی مشخصات ساختاری و فیزیکی مواد شناخته می‌شود و شامل دو بخش متالوژی استخراجی و متالوژی صنعتی می‌باشد.
هدف رشته‌ی مهندسی مواد و متالوژی تربیت کارشناس درزمینه‌ی تولید و تصفیه‌ی فلزات، شکل دادن و ریخته‌گری و تهیه و کاربرد مواد سرامیکی می‌باشد. مهندسین مواد به دنبال ارتباط بین ساختار مواد، خواص مواد، کاربرد مواد، چگونگی ایجاد تغییرات در مواد و کاری که مواد می‌توانند انجام دهند هستند.
توانایی‌های لازم برای این رشته
دانشجویان این رشته باید از شیمی، فیزیک و ریاضی اطلاعات بالایی داشته باشند و از یک ذهن خلاق و کنجکاو برخوردار باشند. آشنایی با زبان انگلیسی نیز برای تحصیل در این رشته ضروری است زیرا این رشته نسبتاً جدیدی است و کتاب‌های علمی آن کمتر به زبان فارسی ترجمه‌شده است. در اکثر گرایش‌ها و دروس این رشته به‌کار با نرم‌افزار نیاز است.
مهم‌ترین مهارت‌های یک مهندس مواد مهارت حل مسئله خلاقانه، استعداد در ریاضی، مهارت ارائه مطالب، توانایی کار گروهی و تصمیم‌گیری، توانایی برنامه‌ریزی و اولویت‌بندی و آگاهی از فرایندهای تولید می‌باشد.
این رشته در مقطع کارشناسی
اگرچه وزارت علوم و فناوری سیاست از بین بردن گرایش‌های مهندسی مواد در مقطع کارشناسی را دارد و ۱۴۴ واحد درسی برای این رشته معرفی می‌کند اما هنوز در تعدادی از دانشگاه‌ها ۳ گرایش متالوژی صنعتی، متالوژی استخراجی و سرامیک برای تحصیل وجود دارد. چارت زیر مربوط به کارشناسی سال ۹۳ می‌باشد.
| اندیشه اسلامی ۱ | ||
| فارسی عمومی | ||
| ریاضی عمومی ۱ | ||
| فیزیک ۱ | ||
| آز فیزیک ۱ | ||
| شیمی عمومی | ||
| آز شیمی عمومی | ||
| نقشه کشی صنعتی | ||
| اندیشه اسلامی ۲ | ||
| زبان عمومی | ||
| ریاضی ۲ | ||
| فیزیک ۲ | ||
| آز فیزیک ۲ | ||
| استاتیک | ||
| کریستالوگرافی و آز | ||
| کارگاه عمومی | ||
| تفسیر موضوعی قرآن | ||
| تربیت بدنی ۲ | ||
| معادالت دیفرانسیل | ||
| مبانی مهندسی برق | ||
| آز مبانی مهندسی برق | ||
| مقاومت مصالح | ||
| خواص فیزیکی مواد ۱ | ||
| آز متالوگرافی | ||
| شیمی فیزیک مواد | ||
| ریشه های انقلاب اسلامی | ||
| محاسبات عددی | ||
| پدیده های انتقال | ||
| خواص مکانیکی مواد ۱ | ||
| آز ریخته گری ۱ | ||
| ریخته گری ۱ | ||
| خوردگی و اکسیداسیون | ||
| ترمودینامیک مواد ۱ | ||
| آیین زندگی | ||
| ریاضی مهندسی | ||
| برنامه نویسی کامپیوتر | ||
| خواص مکانیکی مواد ۲ | ||
| آز خواص مکانیکی مواد ۱ | ||
| خواص فیزیکی مواد ۲ | ||
| شکل دادن فلزات | ||
| تاریخ تحلیلی صدر اسلام | ||
| مواد دیرگداز | ||
| روش‌های نوین آنالیز مواد | ||
| انجماد فلزات | ||
| آز عملیات حرارتی | ||
| عملیات حرارتی | ||
| ریخته گری ۲ | ||
| متالورژی پودر | ||
| استخراج فلزات( آهن و فولاد) | ||
| زبان تخصصی | ||
| کاربرد کامپیوتر در مهندسی مواد | ||
| متالورژی جوشکاری | ||
| آز متالورژی جوشکاری | ||
| آز انجماد فلزات | ||
| متالورژی سطوح و پوشش‌ها | ||
| آز شکل دادن فلزات | ||
| استخراج فلزات ۲ ( فلزات غیرآهنی) | ||
| انتقال مطالب علمی و فنی | ||
| پروژه پایانی | ||
| کارآموزی | ||
| آلیاژهای غیر آهنی | ||
| آز خوردگی و پوشش دادن | ||
| انتخاب مواد فلزی | ||
| اصول متالوگرافی | ||
گرایش‌های مقطع کارشناسی ارشد این رشته
این رشته در مقطع کارشناسی ارشد دارای گرایش‌های زیر می‌باشد.
۱. مهندسی پزشکی بیومتریال
کاربرد این رشته استفاده از بافت‌های زنده و مواد مصنوعی برای کاشت آن‌ها در بدن است. یکی از حساس‌ترین عملیات‌های مهندسی پزشکی انتخاب مواد صحیح برای کاشت و پیوند در بدن انسان است؛ برای مثال آلیاژهای فلزی، سرامیک‌ها، پلیمرها و کامپوزیت‌ها که باید غیر سرطان‌زا، غیر سمی، غیرفعال و بادوام باشند در کاشت بافت‌های مصنوعی مورداستفاده قرار می‌گیرند.
۲. شناسایی و انتخاب مواد مهندسی
این گرایش که مجموعه‌ای از دروس نظری، آزمایشگاهی پیشرفته و پروژه‌های تحقیقاتی است برای طراحی و بهینه سازی مواد مهندسی و پژوهش در خواص و ارتباط با روش ساخت آن‌ها برنامه‌ریزی‌شده است.
دانش‌آموختگان شناسایی و انتخاب مواد مهندسی، در زمینه‌های طراحی و ارائه روش‌های ساخت، علل تخریب و ارائه روش‌های مناسب برای جلوگیری از آن و همکاری درزمینه طراحی، تأسیس و گسترش مراکز صنعتی و آموزشی کشور می‌توانند توانایی کسب کنند.
۳. شکل دادن فلزات
این گرایش علمی است که در آن اصول و روش‌های تغییر شکل فلزات شکل‌پذیر، با اعمال نیرو به آن بررسی می‌شود. امروزه شکل دهی فلزات به‌عنوان یکی از روش‌های مهم ساخت و تولید قطعات محسوب می‌شود به همین دلیل شناخت هر چه دقیق‌تر آن، صنعتگران را به سمت تولید قطعات باکیفیت بالاتر پیش می‌برد.
گرایش شکل دادن فلزات، نزدیک‌ترین گرایش ارشد مهندسی مواد به مجموعه مهندسی مکانیک می‌باشد و دانشجویان این گرایش جهت موفقیت در ادامه روند تحصیلی و شغلی نیازمند یادگیری اکثر نرم‌افزارهای شبیه‌سازی مکانیکی و طراحی مکانیکی می‌باشند.
۴. جوشکاری
این گرایش به‌منظور تربیت نیروهای متخصص درزمینه اتصالات مواد مختلف (اعم از فلزی و غیرفلزی به گونه‌ای که خواص اتصال برابر با خواص ماده پایه باشد) برنامه‌ریزی شده است و تمامی علوم متالورژی مانند گرمایش، سرمایش، ذوب، انجماد، تشکیل فازها، رشد دانه و … را شامل می‌شود.
دانش‌آموختگان این رشته درزمینه‌های طراحی و ارائه روش‌های اتصالات مواد، بررسی علل تخریب در اتصالات و ارائه‌ی روش‌های مناسب برای جلوگیری از آن‌ها و … می‌توانند توانایی کسب کنند.
۵. استخراج فلزات
این گرایش برای انجام یکسری فرآیندها مانند خرد کردن سنگ معدن با دستگاه‌های موسوم به سنگ شکن، تغلیظ سنگ معدن با استفاده از روش‌های مغناطیسی، شناورسازی، عملیات ذوب و پالایش، عیار سنگ را بالا برده و سنگ را به‌صورت شمش که تقریباً خالص است تحویل صنعت می‌دهد تا با استفاده از دانش نظری و عملی متالورژی محصول فلزی تولید شود.
۶. خوردگی و حفاظت از مواد
این گرایش جهت بهبود و مقابله با اثرات زیان‌بار پدیده خوردگی نوین پدید آمده است.
خوردگی عبارت است از تخریب مواد در اثر انجام واکنش‌های الکتروشیمیایی در محیط؛ خوردگی مواد به‌ویژه فلزات، همه صنایع را تحت تأثیر خود قرار داده است و سالانه هزینه‌های قابل‌توجهی برای جبران این پدیده‌ی مخرب پرداخت می‌شود. این خسارات اغلب شامل تعویض قطعه خورده شده، توقف کار، آتش‌سوزی و انفجار، آلودگی مواد تولیدی و … می‌باشد. ازآنجاکه گستره نفوذ خوردگی در صنایع بسیار وسیع است آشنایی با اصول و مبانی فرایند خوردگی برای کنترل این پدیده، برای همه کارشناسان ارشد مهندسی مواد ضروری است.
۷. سرامیک
گرایش سرامیک به‌منظور تولید مواد سرامیکی و روش‌های تبدیل آن‌ها به فرآورده‌های مفید ایجادشده است. علم سرامیک به‌طورکلی علم ساختن و به کاربردن اشیا جامدی است که اجزاء تشکیل‌دهنده اصلی و عمده آن‌ها مواد غیر آلی و غیرفلزی است.
مشخصه اصلی سرامیک‌ها، مقاومت بسیار زیاد آن‌ها در برابر تأثیر مواد شیمیایی و دماهای بالا است؛ یعنی بیشتر فرآورده‌های سرامیکی در برابر آب، اسیدها، گازها، نمک‌ها و دماهای بالا مقاومت خوبی دارند از همین رو در ساخت قطعات مورداستفاده قرار می‌گیرند.
یکی دیگر از ویژگی‌های مواد سرامیکی ارزانی و فراوانی نسبی این مواد می‌باشد. مهندسان این گرایش با کنترل نوع و نسبت ترکیب مواد اولیه، فرآورده‌های گوناگونی همچون آجر و کاشی، آجرنسوز، ظروف چینی و سفالی، لعاب‌ها (به‌عنوان روکش فلزات)، آلومین و تیتانت باریوم (در الکترونیک)، دی‌اکسید اورانیوم (به‌عنوان سوخت هسته‌ای) لعل یا نارسنگ (در لیزر)، شیشه و سیمان طراحی و تولید می‌کنند.
۸. نانو مواد
موادی که حداقل یکی از ابعاد آن‌ها در مقیاس ۱ تا ۱۰۰ نانومتر باشد، مواد نانویی یا نانو مواد نامیده می‌شوند. نانو فناوری، توانمندی تولید و ساخت مواد، ابزار و سیستم‌های جدید با در دست گرفتن کنترل در مقیاس نانومتری یا همان سطوح اتمی و مولکولی و استفاده از خواصی است که در این سطوح ظاهر می‌شوند. نانو دانش و نانو فناوری مبتنی بر شناخت ما از ساختار مواد است.روش‌های تولید و دست کاری ساختار و مواد در صنایع مختلف مانند صنایع رنگ، سرامیک، فولاد و …. در مهندسی مواد موردبررسی قرار می‌گیرند.
۹. ریخته‌گری
گرایش ریخته‌گری، تکنیک‌های مربوط به روش‌های مختلف ریخته‌گری، عوامل مؤثر در چگونگی طراحی و ساخت قطعات و بهینه‌سازی خواص آن‌ها مورد تجزیه‌وتحلیل قرار می‌گیرد. ریخته‌گری فن شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب می‌باشد. قدیمی‌ترین روش برای به‌دست آوردن شکل مطلوب فلزات ریختن مذاب در محفظه‌ای به نام قالب و آنگاه سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب می‌باشد.
بازار کار رشته‌ی مهندسی مواد و متالوژی
فارغ‌التحصیلان این رشته می‌توانند مدیریت کارخانه‌های استخراجی، تولید فلزات و سرپرستی بخش‌های مختلف این کارخانه‌ها را بر عهده داشته باشند و یا به‌عنوان محقق و پژوهشگر به رفع مشکلات متالوژیکی این بخش‌ها بپردازند.
اگر علاقه‌مند به موضوعات مرتبط با مواد و متالوژی هستید از بخش مقالات مهندسی مواد و متالوژی مرکز پروژه بازدید نمایید.
