مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

معرفي مختصري از مجموعه مهندسي مواد

(گروه آزمايشي علوم رياضي و فني)

 

مقدمه

مهندسي مواد از شاخه هاي قديمي و با اهميت مهندسي است كه داوطلبان در گروه آزمايشي علوم رياضي و فني مي توانند آن را انتخاب كنند. در هر طرح مهندسي، بررسي ويژگيهاي مواد مورد استفاده در طرح، از قسمتهاي مهم و ضروري كار است. گسترش روزافزون صنعت و تنوع بسيار زياد كالاهاي واسطه اي مصرفي و لزوم بررسي ويژگيهاي مواد در هر طرح، بازار كار بسيار وسيع و متنوعي براي فارغ التحصيلان اين رشته فراهم آورده است. از اين گذشته، مهندس مواد در طراحي و اداره كارخانه هاي توليد مواد مهندسي مانند واحدهاي ذوب فلزات، فولادسازي، ريخته گري، آهنگري، متالوژي پودر و توليد سراميكهاي صنعتي نقش اساسي دارد. توسعه بسيار سريع ميهن اسلاميمان در زمينه توليد مواد و قطعات، نياز به مهندسان متخصص در شاخه هاي مختلف مهندسي مواد را به سرعت افزايش داده است. بدين منظور در آزمون سراسري، مجموعه مهندسي مواد براي تربيت متخصص در زمينه هاي مختلف اين رشته در مقاطع كارشناسي و كارداني، ارائه مي گردد. لازم به يادآوري است كه در برخي دانشگاهها گرايش مواد فلزي تدريس مي شود و اين رشته را متالوژي مي نامند. در اين قسمت به معرفي گرايشهاي مختلف اين رشته مي پردازيم :

الف- كارشناسي

مهندسي مواد- متلوژي صنعتي، مهندسي مواد- متالوژي استخراجي، مهندسي مواد- سراميك.

ب- كارداني

كاردان فني مواد- ريخته گري، كاردان فني مواد- سراميك، معلم فني مواد- ريخته گري، معلم فني مواد- سراميك، كارداني علمي كاربردي، تكنسين حرفه اي ريخته گري، صنايع شيشه آلات علمي و آزمايشگاهي.

 

1- مهندسي مواد- متالوژي صنعتي

1-1) تعريف و هدف

مهندسي مواد- متالوژي صنعتي، يكي از گرايشهاي مجموعه مهندسي مواد است كه در سطح كارشناسي در بسياري از دانشگاههاي معتبر كشور ارائه مي گردد.

هدف از ايجاد اين رشته، تربيت نيروهاي متخصصي است كه بتوانند در طرحهاي مختلف صنعتي مانند طراحي و اداره واحدهاي استخراج، توليد و تصفيه فلزات، عمليات بر روي فلزات، و همچنين شكل دادن فلزات و ريخته گري فعاليت نمايند.

 

1-2) اهميت و جايگاه در جامعه

بي ترديد در هر فعاليت مهندسي، انتخاب مواد مناسب از اهميت ويژه اي برخوردار است. گسترش روز افزون و سريع انواع گوناگون مواد فلزي و غيرفلزي طبيعي و مصنوعي و امكانات تقريباً نامحدود تغيير خواص اين مواد، انتخاب مناسبترين ماده براي يك كاربرد خاص را بسيار دشوار مي كند. انتخاب درست مواد و مصالح، مستلزم شناخت اصول بنيادين حاكم بر خواص و ساختار مواد است. با اطلاع از آن چه موجب ايجاد خاصيت ويژه اي در يك ماده مي شود و دانش چگونگي تغيير آن خواص به دلخواه و جلوگيري از تغييرات ناخواسته، استحكام و عمر سازه ها افزايش يافته، خطرات احتمالي شكستهاي ناگهاني و پيش بيني نشده بشدت كاهش مي يابد.

تنوع مواد مورد مصرف در برآوردن نيازهاي روزمره، موجب گسترش فرزاينده علوم مرتبط با مهندسي مواد شده است. اين گستره، از صنايع پليمر و پلاستيك گرفته تا صنايع فلزي و مواد سراميكي و مركب، و از مواد بسيار نرم و شكل پذير تا مواد بسيار محكم را شامل مي شود. بنابراين كمتر فعاليتي است كه به مهندسي مواد نياز نداشته باشد.

 

1-3)تواناييهاي لازم براي داوطلبان اين رشته و ادامه تحصيل در آن

براي ادامه تحصيل در اين رشته- با توجه به كميت و كيفيت درسهايي كه در اين دوره تدريس مي شود- داوطلب بايد از توان و دانش بالا در زمينه هاي رياضي و فيزيك و تا اندازه اي شيمي برخوردار باشد؛ همچنين توان جسمي، قدرت تجزيه و تحليل، قدرت تجسم و دقت كافي در مسائل را داشته باشد. شايان ذكر است كه بسياري از فعاليتهاي مهندسان مواد، فعاليتهاي طراحي و كار عملي در كارخانه ها و در شرايط متفاوت در صنايعمختلف است. اين فعاليتها از كارهاي پژوهشي در آزمايشگاهها تا نظارت و كنترل فرايندها و كارهاي توليدي در كارخانه هاي ذوب و شكل دادن فلزات را شامل مي شود.

 

1-4) تواناييهاي فارغ التحصيلان

همانگونه كه اشاره شد، فارغ التحصيلان اين رشته مي توانند پس از پايان تحصيلات، مسووليتهاي متفاوتي نظير طراحي، كنترل، نظارت و سرپرستي توليد در انواع كارخانه ها و همچنين كارهاي پژوهشي در زمينه هاي توليد مواد جديد و بهبود خواص مواد موجود را به عهده گيرند، از جمله مي توان به موارد زير اشاره نمود :

1- راهبري فعاليتهاي توليدي در كارخانه هاي جامع ذوب و شكل دادن فلزات مانند كارخانه هاي ذوب آهن و شكل دادن فلزات مانند كارخانه هاي ذوب آهن، آلومينيوم، مس، سرب و روي و ديگر فلزاتي كه معادن به وفور در سراسر كشور يافت مي شود.

2- فعاليتهاي پژوهشي در كارخانه هاي جامع فولاد سازي، صنايع مس و ديگر فلزات، همچنين فعاليتهاي پژوهشي در واحدهاي مستقل پژوهشي و دانشگاهها در تمامي زمينه هاي علم و مهندسي مواد شامل لاستيك و پلاستيك، فلزات، آلياژها، سراميكها و مواد مركب.

3- طراحي مواد جديد و طراحي شرايط تغيير خواص مواد موجود براي رسيدن به مواد با ويژگيهاي برتر، فعاليت ها اغلب در مراكز پژوهشي و دانشگاهها و واحدهاي پژوهش و فن آوري كارخانه ها انجام مي شود.

4- هدايت فعاليتهاي ساخت و توليد فرآورده هاي گوناگون در كارخانه ها و كارگاههاي ماشين سازي و صنايع مونتاژ.

5- راهبري فعاليتهاي پژوهشي و توليدي در كارخانه هاي پلاستيك و لاستيك سازي، شيشه و سراميك.

 

1-5) موقعيتهاي شغلي و محلهاي كار

مراكز مختلفي به صورت مستقيم و غير مستقيم در فعاليتهاي مرتبط با رشته هاي مواد نقش دارند كه هريك به تناسب نوع و گستره فعاليت خود، اقدام به جذب فارغ التحصيلان اين رشته مي نمايند.

وزارت خانه هاي معادن و فلزات، صنايع، راه و ترابري، نيرو و جهاد سازندگي به صورت گسترده تر و ساير وزارت خانه ها، و... اداره ها، سازمانها و مراكز دولتي و خصوصي نظير وزارت خانه هاي آموزش و پرورش، كشاورزي، فرهنگ و آموزش عالي، موسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي به صورت غير مستقيم جهت انجام كارهاي آموزشي و اجرايي خود اعم از طرح و محاسبه و نظارت نياز به استخدام مهندسان مواد دارند. علاوه بر آن، شركتهاي مختلف و مهندسان مشاور كه در سطح كشور به صورت گسترده، وظيفه طرح، محاسبه و نظارت بر اجراي طرحهاي كارخانه هاي ذوب و شكل دادن فلزات را بر عهده دارند و همچنين شركتهاي دولتي و خصوصي كه در اجراي اين طرحها فعاليت دارند، محل جذب تعداد كثيري از فارغ التحصيلان رشته مواد است.

 

 

 

1-6) واحدهاي درسي

بر اساس مصوبه شوراي عالي برنامه ريزي، تعداد واحدهاي درسي كه دانشجو بايد در اين دوره بگذراند جمعاً140 واحد است كه از اين تعداد : 20 واحد درسهاي عمومي، 31 واحد درسهاي پايه، 39 واحد درسهاي اصلي و عملي، 33 واحد درسهاي تخصصي الزامي و 17 واحد درسهاي اختياري است.

مقصود از درسهاي عمومي، درسهايي است كه در تمام رشته هاي تحصيلي دانشگاهي و در دوره هاي كارشناسي و كارشناسي ارشد پيوسته به صورت مشترك ارائه مي گردد و دانشجو موظف به گذراندن آنهاست، نظير : معارف اسلامي، فارسي و زبان خارجي.

درسهاي پايه به درسهايي گفته مي شود كه در غالب رشته هاي هم گروه (نظير گروه فني و مهندسي) و بخصوص در گرايشهاي مختلف يك رشته، به صورت مشترك تدريس شده، اساس و پايه درسهاي اصلي و تخصصي را تشكيل مي دهد؛ نظير : رياضي عمومي، معادلات ديفرانسيل و فيزيك.

درسهاي اصلي و تخصصي الزامي عبارتند از : درسهايي كه دانشجو با گذراندن آنها در زمينه تخصصي مربوط آموزش مي بيند و براي انجام وظايف خاص در زمينه كارهاي خويش در جامعه آماده مي شود، نظير : خواص فيزيكي مواد، خواص ديناميكي مواد، شكل دادن فلزات، متالوژي پودر، ريخته گري و متالوژي جوشكاري؛ گذراندن اين درسهاي تخصصي الزامي است.

درسهاي اختياري، عبارت است از : مجموعه اي از درسهايي كه اگرچه تخصصي است، اما دانشجو مي تواند با توجه به علاقه شخصي و برنامه اي كه براي آينده خود دارد و همچنين نظر استاد راهنما و با هماهنگي شوراي آموزشي گروه، تعدادي از آنها را انتخاب نمايد، نظير : مواد پيشرفته و خواص حرارتي سراميكها.

 

الف) درسهاي پايه

16 واحد از درسهاي پايه در زمينه رياضي است، شامل : رياضي، معادلات ديفرانسيل، محاسبات عددي و رياضيات مهندسي كه پايه درسهاي تخصصي در مهندسي مواد را تشكيل مي دهد و مكمل رياضياتي است كه در دوران دبيرستان و در رشته رياضي- فيزيك خوانده مي شود. اين درسها كار فكري قابل ملاحظه اي مي طلبد.

همچنين درسهاي فيزيك در زمينه هاي حرارت، مكانيك و الكتريسيته و مغناطيس و نيز درس مباني و برنامه نويسي آشنا مي شود و به برنامه نويسي به زبان فرترن تسلط بيشتري پيدا مي كند- از جمله درسهاي پايه هستند.

 

 

ب) درسهاي اصلي و تخصصي الزامي

اين درسها كه بسياري از آنها به يكديگر وابسته اند و يكي پيش نياز ديگري است، در طول نيم سالهاي مختلف تحصيلي ارائه مي شود. در اينجا خلاصه اي از مطالب مطرح شده در بعضي از درسهاي اصلي و تخصي الزامي را مي آوريم:

استاتيك، مقاومت مصالح : اين درسها كه به ترتيب در نيم سالهاي مختلف ارائه مي گردد، تعادل سيستمهاي مختلف تحت اثر بارها و نيروهاي وارده به آنها را مورد مطالعه قرار داده، چگونگي حل سازه هايي همچون خرپاها را بيان مي نمايد؛ سپس به نيروهاي داخلي به وجود آمده در اثر بارهاي خارجي و روشهاي تعيين آنها در قسمتهاي مختلف يك سيستم پرداخته، ضمن تعيين مشخصات هندسي قطعه اي مختلف، مقاومت آنها را در مقابل نيروهاي محوري و برشي و همچنين خمش و پيچش مورد بررسي و تجزيه و تحليل قرار مي دهد.

كريستا لوگرافي : در اين درس، پس از تعريف كريستال، خواص كريستال و ساختمان داخلي آن مورد مطالعه قرار گرفته با سيستمهاي تبلور آشنايي لازم به وجود مي آيد. در نهايت ضمن ارائه اصول و قوانين حاكم بر كريستالوگرافي، كريستالوگرافي به وسيله اشعه ايكس توضيح داده مي شود.

خواص فيزيكي مواد، خواص مكانيكي مواد : هدف از اين درسها آشنا ساختن دانشجو با اصول حاكم بر طبيعت و ساختار مواد است. اين دانسته ها در شناخت خواص مواد به دانشجو كمك مي كند و منشاء اصول هر خاصيت ماده را براي او روشن مي سازد. بر اين اساس تفاوت بين مواد، براي مثال افزايش سختي يكي بر ديگري و يا علت سخت تر و شكننده تر شدن برخي مواد در اثر كاركردن، مشخص مي شود و امكان استفاده و به كارگيري آنها را در مكان مناسب فراهم مي سازد. دانشجو در اين درسها با نظم بلوري مواد آشنا و عيوب بلوري نيز شناخته مي شود. به اين ترتيب ارتباط خواص فيزيكي و مكانيكي مواد با اين نظم بلوري، نوع، تعداد و ديگر ويژگيهاي عيوب بلوري روشن خواهد شد.

استخراج فلزات: اين درس در قالب دو درس « استخراج فلزات1» و «استخراج فلزات2» ارائه مي شود كه در اولي توليد آهن و فولاد و در دومي توليد فلزات غير آهني مورد مطالعه قرار مي گيرد. در درس استخراج آهن، دانشجو پس از كسب آگاهي كافي در مورد انواع تركيبات همراه سنگهاي آهن، نمونه احياي آنها و روشهاي مختلف احيا و فرايند توليد آهن را در كوره بلند و نيز روشهاي احياي مستقيم با گاز، به تفصيل مي آموزد. قوانين ترموديناميكي حاكم بر واكنشهاي احيا بررسي شده، در نهايت مشخصه هاي عملكردي واحدهاي احيا تدريس مي گردد؛ همچنين فولادسازي و روشهاي مختلف آن مورد بررسي قرار مي گيرد.

ريخته گري : درس ريخته گري براي آشنا كردن دانشجو با فرايند ذوب فلزات و آلياژهاست. علاوه بر آن، در اين درس دانشجو با اصول كار ريخته گري شامل ساختن مدل و قالب و عمليات پس از ريخته گري آشنا مي شود.

متالوژي پودر : در درس متالوژي پودر، روشهاي تهيه انواع پودرهاي فلزي و ساخت قطعات مختلف از پودر فلزات و آلياژها ارائه مي شود. متالوژي پودر به عنوان يك روش منحصر به فرد توليد قطعات فلزي مورد بررسي و تحليل قرار مي گيرد. در اين درس، با درك ويژگيهاي قطعات توليد شده به روش متالوژي پودر، اهميت و جايگاه صنعتي متالوژي پودر شناخته خواهد شد.

عمليات حرارتي : روشهاي تغيير خواص فلزات و آلياژها از طريق گرم و سرد كردن منظم و برنامه ريزي شده، در درس عمليات حرارتي آموزش داده مي شود. دانشجو مي آموزد كه چگونه مي توان با تغيير دما و سرعت سرد كردن، يك ماده نرم را به ماده اي بسيار سخت تبديل كرد.

اصول متالوگرافي : در اين درس روشهاي بررسي ريز ساختار مواد به دانشجو آموزش داده مي شود. افزون بر آن رابطه بين خواص ماده و ريز ساختار آن بررسي و تحليل مي شود. عوامل موثر بر ايجاد انواع ريزساختارها نيز از محتويات اين درس است.

انجماد فلزات : پديده انجماد فلزات يكي از عوامل موثر در فرايندهاي مختلف از قبيل جوشكاري، ريخته گري، تهيه تك كريستالها، نيمه هاديها و... مي باشد كه در اين درس به اصول و قوانين حاكم بر آن پرداخته شده، عواملي كه كنترل آنها در حين انجماد، باعث رسيدن به خواص مطلوب از نظر ريزساختاري و بي عيب بودن مي شود، مورد بررسي قرار مي گيرند.

شكل دادن فلزات : در اين درس پس از اشاره اي به خواص مكانيكي فلزات و آلياژها، چگونگي شكل دادن مكانيكي آنها شامل فرايندهاي مختلف شكل دادن و عوامل موثر بر آن- همچنين آزمايشهاي استاندارد در شكل دادن، بيان مي گردد. انواع روشهاي شكل دادن و مراحل انجام كار نيز در درس حاضر ارائه مي شود. در اين درس، دو روش كلاسيك حل مسائل شكل دادن و روشهاي جديد و رايج مورد بررسي و تجزيه و تحليل قرار مي گيرد.

متالوژي جوشكاري : يكي از مهمترين پديده ها، براي اتصال فلزات و قطعات هندسي، جوشكاري است كه در درس متالوژي جوشكاري، به انواع مختلف جوشكاري و فرايند هر يك پرداخته مي شود؛ همچنين جوشكاري آلياژهاي مختلف نيز مورد مطالعه قرار مي گيرد.

خوردگي و اكسيداسيون : در اين درس، ضمن تعريف خوردگي، اهميت آن به عنوان يكي از پديده هاي مخرب مورد بررسي قرار مي گيرد و زيانهاي ناشي از خوردگي، انواع خوردگي، سرعت خوردگي و عوامل موثر بر آن و چگونگي محافظت در مقابل خوردگي و كنترل آن بيان مي شود.

كنترل كيفي مواد : شكي نيست كه تمام نظريه ها و صرف نيرو و سرمايه ها زماني نتيجه و بازده مثبت خواهد داشت كه مواد به كار گرفته شده و توليدات مربوط از كيفيت مناسب برخوردار باشند؛ اين امر، نياز به كنترل كيفيت آنها دارد. بدين منظور در درس كنترل كيفي مواد، دانشجو با اصول كنترل كيفيت و كنترل فرايند، مديريتها و استانداردهاي مربوط، و عوامل موثر بركيفيت مواد و توليدات آشنا مي شود؛ همچنين كنترل كيفيت در توليد مواد و فلزات غيرآهني، قطعات فولادي و چدني و نيز كنترل كيفيت در عمليات حرارتي و جوشكاري و روشهاي شكل دادن فلزات مورد مطالعه قرار مي گيرد.

 

 

ج) ساير درسها

علاوه بر موارد ياد شده كه اهم درسهاي مهندسي مواد- گرايش متالوژي صنعتي است، روشهاي ديگري نظير پديده هاي انتقال، ترموديناميك مواد، روشهاي نوين تجزيه و تحليل مواد، پليمرها و آلياژهاي غيرآهني و همچنين چند درس آزمايشگاهي ارائه مي گردد كه در درسهاي آزمايشگاهي، دانشجو بعضي مطالب خوانده شده در ردسهاي نظري را آزمايش مي كند.

درسهاي ديگري نيز به عنوان درسهاي اختياري در دانشگاههاي مختلف با عنوانهاي متفاوت ارائه مي شوند نظير طراحي قالب، مواد دير گداز، انتخاب مواد فلزي، بررسيهاي غير مخرب، طراحي و اصول كوره هاي صنعتي، كاربرد كامپيوتر در مهندسي مواد و اقتصاد و مديريت صنعتي كه به دو مورد از آنها اشاره مي شود :

بررسي هاي غير مخرب : در اين درس، دانشجو با روشهاي بررسي خواص مواد بدون از بين بردن قطعه با نياز به ساختن نمونه هاي آزمايشي پرهزينه آشنا مي شود. همچنين اصول حاكم بر اين روشها تشريح شده، طرز كار با دستگاههاي آزمون غير مخرب تدريس مي شود. دستگاه آزمايش التراسونيك، دستگاه آزمايش ذرات مغناطيسي و دستگاه آزمايش جريان گردابي، از جمله روشهاي آزمون غير مخرب مواد مي باشند.

مواد ديرگداز: بررسي خواص و ويژگيهاي سراميكهاي صنعتي و نسوزهاي مورد مصرف در انواع كوره ها، در اين درس آموزش داده مي شود. طبقه بندي مواد سراميكي و نسوز بر حسب كارايي حرارتي و مكانيكي آنها بررسي شده و روشهاي توليد قطعات سراميكي تحليل و بررسي مي شود.

 

1-7) ادامه تحصيلات

ادامه تحصيلات در دوره هاي بعد از كارشناسي را، تحصيلات تكميلي مي نامند كه شامل كارشناسي ارشد ( فوق ليسانس يا دكتراي حرفه اي) و دكتراي تخصصي مي گردد. در دوره كارشناسي ارشد ناپيوسته، دانشجو حدود32 واحد آموزشي تخصصي را كه به تناسب رشته، تعدادي از واحدهاي آن را پايان نامه (يا رساله) كارشناسي ارشد تشكيل مي دهد، مي گذراند و معلومات خود را در يك زمينه خاص از رشته مربوط، افزايش مي دهد.

در دوره دكتراي تخصصي كه پس از پايان مقطع كارشناسي ارشد شروع مي شود، بسته به رشته تحصيلي، حدود 45 واحد درس اختصاصي ارائه مي شود كه اغلب، در حدود نصف اين تعداد واحد به رساله دكتري اختصاص مي يابد. دانشجو با تدوين اين رساله، كار تحقيقاتي نسبتاً عميقي را در يك زمينه تخصصي خاص انجام مي دهد و سعي مي كند در گسترش مرزهاي دانش سهيم شود.

 

1-8) گرايشهاي مختلف كارشناسي ارشد و دكتري در رشته مهندسي مواد- متالوژي صنعتي

فارغ التحصيلان مقطع كارشناسي متالوژي و مواد- متالوژي صنعتي مي توانند از مقطع كارشناسي ارشد و در گرايشهاي مختلف شكل دادن فلزات، استخراج فلزات، سراميك، خوردگي و حفاظت از مواد، شناسايي و انتخاب و روش ساخت مواد فلزي ادامه تحصيل دهند. در هر يگ از گرايشهاي يادشده، زير شاخه هاي تخصصي تري وجود دارد كه در مقطع دكتراي تخصصي و بخصوص در ضمن انجام رساله دكتري به آن پرداخته مي شود.

امكان ادامه تحصيل در تمام گرايشهاي ياد شده در مقطع كارشناسي ارشد و در بعضي از اين زمينه ها در مقطع دكتري در داخل كشور وجود دارد و ادامه تحصيل در پاره اي از گرايشهاي ديگر، درحال حاضر فقط در خارج از كشور ميسر است.

 

1-9) تواناييهاي فارغ التحصيلان مقطعهاي كارشناسي ارشد و دكتري

در دوره هاي تحصيلات تكميلي (كارشناسي ارشد و دكتري) بيشتر به جنبه هاي نظري و پژوهشي پرداخته مي شود. بدين جهت فارغ التحصيل اين دوره ها در هر يك از گرايشهاي ياد شده، بيشتر تواناييهاي علمي و محاسباتي و به طور كلي تئوري خود را افزايش مي دهد اگرچه اين افزايش توانايي، در كارهاي اجرايي علمي نيز از نظر صحت اجرا مي تواند نقش مهمي داشته باشد.

در مقطع دكتري دانشجو ضمن افزايش مراتب علمي خود، در يك زمينه تخصصي تر، قدرت و توان خود را براي انجام كارهاي تحقيقاتي و توسعه مرزهاي دانش و رفع معضلات علمي و اجرايي از طريق پژوهش بالا برده، تحقيقات را در يك مورد خاص، انجام مي دهد.

 

 

 

1-10) جذب فارغ التحصيلان تحصيلات تكميلي در محيطهاي كار

از آنجا كه اين فارغ التحصيلان علاوه بر تواناييهاي يك كارشناس مواد، از نظر علمي و نظري و پژوهشي در يك زمينه خاص، معلومات بيشتري دارند، بدين جهت كارايي بيشتري نيز دارند و از مطالب فراگرفته شده مي توانند در زمينه هاي طراحي و محاسباتي دقيق و تخصصي تر و همچنين پژوهشي، استفاده نمايند. اينگونه فارغ التحصيلان ضمن آنكه مي توانند در تمام محلهاي جذب فارغ التحصيلان كارشناسي، مشغول به كار گردند، مسووليتهاي بالاتر و سنگين تر علمي، پژوهشي و اجرايي را به عهده مي گيرند. پس از پايان دوره دكتراي تخصصي، امكان همكاري در دانشگاهها و ساير مراكز علمي و پژوهشي به عنوان عضو هيات علمي برايشان ميسر مي گردد.

 

2- مهندسي متالوژي و مواد- گرايش متالوژي استخراجي و گرايش سراميك

2-1) تعريف و هدف

اگرچه گرايشهاي مختلف اين مجموعه مهندسي در بسياري از درسهاي اوليه مشترك هستند، اما ضرورت افزايش كارآيي فارغ التحصيلان در زمينه هاي متنوع اين مجموعه، باعث شده است تا با تغيير تعدادي از درسها، در دو گرايش «متالوژي استخراجي» و «سراميك» به تربيت نيروي متخصص در هر يك از اين زمينه ها پرداخته شود.

هدف از گرايش متالوژي استخراجي تربيت نيروي متخصص است كه ضمن آشنايي كلي با اصول حاكم بر روش استخراج فلزات، بتواند از عهده كارهايي كه در زمينه استخراج فلزات مختلف صورت مي گيرد نظير توليد و تصفيه غلزات و همچنين طراحي و بهره برداري از فرايندهاي مختلف مربوط برآيد. مهندسان تربيت شده با اصول استخراج فلزات مختلف از سنگ معدن تا فلز نهايي آشنا شده و روشهاي نوين اقتصادي استخراج فلزات با ويژگيهاي بهينه را مي آموزند. ضمناً در اين گرايش، دانشجو به طور مختصر با روشهاي تهيه و آماده سازي كانيهاي مختلف فلزي نيز آشنا مي شود.

در گرايش سراميك، تلاش مي شود تا فارغ التحصيلان مربوط قادر به انجام كارهاي تخصصي در صنعت سراميك، كاشي و شيشه سازي باشند. بي گمان با شناخته شدن جايگاه با اهميت مواد سراميكي ديرگداز و مقاوم به خوردگي در صنايع پيشرفته امروز، جايگاه اصلي و واقعي اين گرايش در عصر حاضر كه با افزايش سطح فن آوري نياز به موادي جديد با خواص ذكر شده هر روز بيشتر مي شود، به طور كامل شناخته خواهد شد.

 

 

 

2-2) اهميت و جايگاه در جامعه

نزديك بودن و در بسياري موارد يكسان بودن موضوعات درسي در گرايش «متالوژي استخراجي» با «متالوژي صنعتي» و تواناييهاي فارغ التحصيلان آن، باعث مي شود تا اين گرايش در سطح جامعه و از نظر كارآيي، جذابيت، و جايگاه خاص خود را مشابه گرايش «متالوژي» صنعتي داشته باشد- همچنين با توجه به ذخاير غني معدني در بسياري از نقاط كشور و ضرورت به كارگيري صنايع زيربنايي نظير توليد فلزات اصلي و مواد غيرفلزي و با وجود واحدها و كارخانه هاي توليد آهن و فولاد و ساير فلزات و همچنين واحدهاي مربوط به شكل دادن فلزات و ريخته گري، اين گرايش از اهميت خاصي در جامعه برخوردار است و روز به روز بر اهميت آن افزوده شده، جايگاه حقيقي خود را بهتر پيدا خواهد نمود.

گرايش «سراميك» نيز كه از جمله گرايشهاي درسي اين مجموعه از مهندسي است، ضمن داشتن تغييرات بيشتري با دو گرايش قبلي، از اهميت ويژه اي برخوردار است به گونه اي كه افزايش كارخانه هاي سراميك و كاشي و شيشه سازي و نيز با توجه به اهميت خاص مواد سراميكي در صنايع الكتريكي و الكترونيكي، و از طرفي ضرورت تربيت نيروي متخصص در اين زمينه و به منظور شكوفايي صنعتي و قطع وابستگي به ديگر كشورها، مي تواند نشان دهنده جايگاه مخصوص آن در جامعه باشد.

 

2-3) تواناييهاي لازم براي داوطلبان اين رشته و ادمه تحصيل در آن

ادامه تحصيل در اين دو گرايش، نياز به داشتن دانش قوي در درسهاي رياضي، فيزيك و تا حدودي شيمي دبيرستان دارد و لازم است تا داوطلب از توان و حساسيت و قدرت تجسم لازم جهت تجزيه و تحليل و دقت در كار بهره مند باشد. بديهي است آگاهي داوطلب به اهميت و پايه اي بودن مواد مختلف و علاقه مندي نسبت به مسائل مربوط، ضمن ايجاد سهولت در جهت ادامه رشته، استعدادهاي فرد را در زمينه گسترش و توسعه امور مختلف اين رشته، بارورتر مي سازد.

 

2-4) تواناييهاي فارغ التحصيلان

كشور ما با داشتن ذخاير عظيم مواد معدني و از جمله آنها كانيهاي فلزي و نياز مبرم به وجود متخصصان كار آزموده در رشته هاي استخراج، سالها متكي به دانش فني و متخصصان خارجي بوده است. پس از انقلاب اسلامي، توجه و گرايش به اين رشته ها گسترش يافته و در شناخت آنها گامهاي مهم و موثري برداشته شده است. متخصصان رشته متالوژي استخراجي با داشتن مهارت فني و دانشگاهي، قادر به تحليل و طراحي يك فرايند استخراج و كنترل اجراي آن هستند و به اين ترتيب نقشي كاملاً مهم و موثر در اين صنعت حساس و استراتژيك در سطح جهاني ايفا خواهند كرد.

 

رشته سراميك نيز مانند ساير گرايشهاي مجموعه متالوژي و مواد، رشته اي نسبتاً نو به حساب مي آيد. امروزه با گسترش و پيشرفت فن آوري، استفاده از مواد نو با خواص منحصر به فرد ددر مقايسه با فلزات (مقاومت در برابر حرارت و دماهاي بالا، پايداري شيميايي و مقاومت بر خوردگي، سبكي و نظاير آن) يك ضرورت اجتناب ناپذير است. به اين ترتيب نقش يك متخصص سراميك در كشور كه تجربه ساليان دراز وابستگي و تكنولوژي مونتاژ را سپري كرده است، به خوبي مشخص مي شود. متخصصان سراميك با شناخت كافي از مواد دير گداز سراميكي و خواص آنها، قادر به طراحي مراحل مختلف توليد از پودر اوليه تا قطعه نهايي و همچنين كنترل خط توليد خواهند بود.

 

2-5) موقعيتهاي شغلي و محلهاي كار

محلهاي جذب اين فارغ التحصيلان، همان محلهاي جذب فارغ التحصيلان گرايش متالوژي صنعتي است با اين تفاوت كه سعي مي شود تا هر يك در زمينه هاي تخصصي مربوط به خود، مشغول كار شوند- در سرتاسر كشور محلهاي بسيار زيادي براي جذب فارغ التحصيلان رشته هاي متالوژي استخراجي و سراميك وجود دارد.

 

2-6) واحدهاي درسي

با توجه به مطالب و تعاريفي كه در قسمت «واحدهاي درسي» گرايش متالوژي صنعتي آورده شد، از مجموع 140 واحد درسي كه دانشجويان اين دوره بايد بگذرانند، علاوه بر 20 واحد درسهاي عمومي و 31 واحد درسهاي پايه، در 8 واحد درسهاي عملي شامل : كارگاه عمومي، نقشه كشي صنعتي، پروژه و كارآموزي كاملاً مشترك هستند. همچنين درسهاي اصلي نيز كه مجموعاً 31 واحد مي شود نظير استاتيك، مقاومت مصالح، كريستالوگرافي، پديده هاي انتقال، خواص فيزيكي مواد، خواص مكانيكي مواد، ترموديناميك و... از جمله مواردي است كه در سه گرايش مهندسي مواد به صورت مشترك ارائه مي گردد و دانشجويان اين سه گرايش، 90 واحد را به صورت مشترك مي گذرانند و در ساير درسها نيز وجه مشتركهاي گاه قابل ملاحظه اي، بخصوص بين دو گرايش متالوژي استخراجي و متالوژي صنعتي- وجود دارد.

 

درسهاي تخصصي الزامي و انتخابي گرايش متالوژي استخراجي

در گرايش متالوژي استخراجي جمعاً 32 واحد درس به عنوان درس تخصصي الزامي ارائه مي گردد كه از اين تعداد : 15 واحد آن شامل ريخته گري و آزمايشگاه، انجماد فلزات، شكل دادن فلزات، خوردگي و اكسيداسيون، عمليات حرارتي و آزمايشگاه و نيز انتقال مطالب علمي و فني با درسهاي تخصصي الزامي گرايش متالوژي صنعتي مشترك است و توضيحات مربوط به اين درسها در بخش گرايش متالوژي صنعتي آورده شد. يكي ديگر از درسهاي تخصصي الزامي اين گرايش، درس مواد ديرگداز است كه توضيحات مربوط به عنوان درس انتخابي در گرايش متالوژي صنعتي ارائه گرديد. ساير درسهاي مهم تخصصي الزامي در گرايش متالوژي استخراجي عبارتند از:

تغليظ مواد معدني : در اين درس به دانشجو روشهاي مختلف تغليظ كانيهايي همچون آهن، مس، سرب و روي به منظور جداسازي ناخالصيهاي مربوط آموزش داده شده، او را با امكانات و وسايل فيزيكي، الكتريكي و شيميايي لازم جهت تغليظ و چگونگي استفاده از آنها آشنا مي نمايد. حمل و نقل سنگهاي معدني، تحليل اندازه سنگهاي معدني، بررسي دستگاههاي خرد كننده، روشهاي جداسازي سنگهاي معدني و بررسي اقتصادي عمليات تغليظ از جمله موضوعاتي است كه در اين درس به آنها پرداخته مي شود.

 

اصول استخراج فلزات (پيرو متالوژي و هيدرومتالوژي):

اگرچه كليات ارائه شده در دو درس يادشده، مشابه مطالب و توضيحات بيان شده در درس «استخراج فلزات» در گرايش «متالوژي صنعتي» است، اما در اين درسها مطالب به صورت مفصلتر و تخصصي تر مطرح مي شود و مطالبي همچون اصول احياي فلزات، روشهاي مختلف احيا و قوانين مربوط، توليد فلزات فرار و فنون مربوط، فرايند تصفيه فلزات و روشهاي مختلف آن، حل كردن كانيها و فرايندهاي مختلف جداسازي، تصفيه و غني سازي محلول، و در نهايت فرايندهاي الكتروليتي توليد و تصفيه فلزاتي همچون نيكل، روي، آلومينيوم، مس و...، به تفصيل ارائه مي شود. لازم به ذكر است كه پيش نياز اصلي اين درس، شيمي فيزيك و ترموديناميك است.

 

ساير درسها

درسهاي ديگري نيز به عنوان درسهاي تخصصي الزامي در اين گرايش ارائه مي شود كه عبارتند از : شيمي تجزيه، سينتيك مواد و چند آزمايشگاه كه در آن ها دانشجو، در عمل با برخي امور و اصولي كه در درسهاي نظري مربوط خوانده است آشنا مي شود. همچنين در اين گرايش، 18 واحد درسي انتخابي ارائه مي شود كه دانشجو با نظر دانشكده و يا گروه تخصصي مربوط و امكانات موجود و همچنين نظر استاد راهنماي خويش و بر حسب علاقه شخصي از بين مجموعه درسهاي اختياري انتخاب مي نمايد. از جمله درسهاي اختياري در اين زمينه مي توان به درسهاي متالوژي پودر، روشهاي نوين آناليز مواد، كاربرد كامپيوتر در مهندسي مواد، كنترل كيفي مواد، توليد آهن، فولادسازي، متالوژي جوشكاري و... اشاره نمود.

درسهاي تخصصي الزامي و انتخابي گرايش سراميك

در اين گرايش نيز 32 واحد درس تخصصي به صورت الزامي ارائه مي شود كه توضيحات مختصري در مورد تعدادي از اين درسها نظير مواد ديرگداز، قبلاً بيان گرديد. از جمله درسهاي مهم ديگري كه در اين گرايش ارائه مي شود عبارتند از :

ساختار سراميكها : در اين درس، پس از بيان مقدمه اي بر ساختار اتم و انواع اتصالات بين اتمها و مولكولها، به ساختارهاي بعضي از اكسيدهاي مهم پرداخته مي شود و انواع ساختارهاي سيليكاتي و بخصوص سيليكاتهاي ورقه اي نظير كائولينيت، پيرو فيليت، ميكا و... و نيز ساختارهاي شيشه اي مورد بررسي قرار مي گيرد؛ سپس نظريه ها و قوانين مربوط در ساختارهاي شيشه ها، عيوب و نواقص در جامدات بلوري و روشهاي نمايش آنها، و استحاله هاي مختلف در سراميكها، در حد نياز بيان مي گردد.

روشهاي آناليز و شناخت مواد سراميكي : آناليز و تجزيه مواد سراميكي و شناخت خواص مختلف آنها، ارتباط بين خواص و ريزساختار از اهدافي است كه در اين درس دنبال مي شود و ضمن اشاره به اصول حاكم بر اين امر، به روشهاي مختلف در اين زمينه و اثرات مثبت و منفي هر روش پرداخته مي شود. در اين درس به ابزارهاي نوين آناليز و شناخت مواد از جمله، آناليز اشعه ايكس، آناليز ميزاني با روش XRD ، آناليز كمي با روشXRF و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و عبوري (TEM) نيز اشاره مي شود.

خواص الكتريكي و نوري سراميكها : يكي از خواص بسيارارزنده سراميكها كه در صنايع الكتريكي نقش ارزنده اي دارد، عايق بودن آنهاست كه در اين درس پس از بيان اصول و قوانين هدايت الكتريكي و خاصيت مواد مختلف در اين زمينه، اثر ريزساختار بر هدايت الكتريكي و بخصوص خواص مواد بلوري و شيشه اي در عبور و انعكاس نور مورد بررسي و مطالعه قرار مي گيرد.

تئوري شيشه : در اين درس، ضمن تعريف شيشه، به نظريه هاي مختلف تشكيل شيشه ها و ساختار انواع آنها پرداخته مي شود. سپس دانشجو با عوامل مختلف در ساخت شيشه ها، خواص فيزيكي و مكانيكي شيشه ها و چگونگي مقاوم كردن آنها، در نهايت به چگونگي ايجاد شيشه، روشهاي مختلف و امكانات مورد نياز و چگونگي شكل دادن آن آشنا مي شود.

تئوري چيني ها : خواص فيزيكي و مكانيكي چيني ها و چگونگي افزايش استحكام آنها و انواع و موارد كاربرد آنها از مطالبي است كه در درس تئوري چيني ها ارائه مي گردد. همچنين فرآيند توليد چيني ها از مراحل مقدماتي و آناليز مواد لازم گرفته تا آماده سازي و شكل دادن، خشك كردن، پرداخت، لعاب زدن، پخت و... . نيز معايب احتمالي در قسمتهاي مختلف خط توليد مورد بررسي قرار مي گيرد. در اين درس دانشجو با چيني هاي مختلفي نظير چيني سخت استاندارد، چيني الكتريكي فشار قوي، چيني پخت و پز، چيني بهداشتي و چيني نرم ويژه ظروف سفره آشنا شده، خواص و چگونگي توليد آنها را فرا مي گيرد.

 

ساير درسها

علاوه بر درسهاي ياد شده، درسهاي تخصصي ديگري به صورت الزامي در اين گرايش ارائه مي شود از جمله : فرآيند ساخت سراميكها، انتقال مطالب علمي و فني، سينتيك مواد، خواص حرارتي سراميكها و چند آزمايشگاه مرتبط با درسهاي نظري.

در گرايش سراميك از مجموعه مهندسي مواد، دانشجويان بايد 18 واحد درس تخصصي انتخابي را انتخاب كنند. لازم به ذكر است كه دانشجو با توجه به علاقه و توان خود و همچنين با مشورت با استاد راهنماي خود و گاهي با توصيه گروه اين درسها را از ميان گروهي از درسهاي اختياري، انتخاب مي كند. از جمله اين درسها عبارتند از : تئوري لعاب، سراميكهاي ساختماني، سراميكهاي مهندسي، كاربرد كامپيوتر (در سراميك)، كاني شناسي، متالوژي پودر، اصول طراحي كوره هاي صنعتي، خوردگي و اكسيداسيون، اقتصاد و مديريت صنعتي و...

 

2-7) ادامه تحصيلات

فارغ التحصيلان مقطع كارشناسي در گرايشهاي «متالوژي استخراجي» و «سراميك» ، عملاً مي توانند در تمامي گرايشهاي كارشناسي ارشد و دكتري كه در گرايش «متالوژي صنعتي» اشاره شد، ادامه تحصيل دهند. بديهي است كه با توجه به علاقه اوليه خود و نوع درسهايي كه براي ورود به مقاطع تحصيلات تكميلي در گرايشهاي مختلف مورد آزمون قرارمي گيرد، گرايش مورد نظر را انتخاب مي نمايند. بنابراين براي آشنايي بيشتر در اين زمينه، به بخش تحصيلات تكميلي از گرايش «متالوژي صنعتي» مراجعه شود.