物質科学と材料の技術。建築材料の技術

特殊材料科学技術「材料」は、工学を学ぶほとんどすべての学生にとって最も重要な分野の1つです。国際市場で競合する可能性のある新しい開発の創造は、この主題の徹底的な知識なしには想像できず、実施できません。

さまざまな原材料とその調合の研究特性は材料科学の過程に従事している。使用される材料の様々な特性は、工学におけるそれらの使用範囲を事前に決定する。金属または複合合金の内部構造は、製品の品質に直接影響する。

基本プロパティ

構造の材料科学と技術材料は、金属または合金の4つの最も重要な特性を示す。まず第一に、これらは、将来の製品の操作上および技術上の品質を予測することを可能にする物理的および機械的特徴である。ここでの主要な機械的特性は強度であり、ワークロードの影響下での最終製品の破壊性に直接影響します。破壊と強さの教義は基本的なコース「材料の材料科学と技術」の最も重要な要素の1つです。この科学は、必要な強度特性を持つ部品を製造するために必要な構造用合金および部品を検索するための理論的基礎です。技術的および操作上の特徴により、作業負荷および極限荷重下での完成品の挙動を予測し、強度限界を計算し、機構全体の寿命を推定することが可能になる。

基礎資料

最後の世紀の間、主材料機械とメカニズムの創造のために金属です。したがって、「材料科学」という規律は、金属科学、すなわち金属とその合金の科学に大きな注目を集めています。ソビエトの科学者たちは、開発に大きな貢献をした：Anosov PP、Kurnakov NS、Chernov DKなど。

物質科学の目的

材料科学の基礎は勉強する必要があります将来のエンジニア。結局のところ、この規律をトレーニングコースに取り入れる主な目的は、設計された製品の材料の適切な選択を行い、操作の期間を延長するために専門の専門家を教えることです。

この目標を達成することは、将来のエンジニアが次のタスクを解決するのに役立ちます。

• 材料の技術的特性を正しく評価し、製品の製造条件およびその動作期間を分析する。
• 金属や合金の構造を変えることで金属や合金の特性を改善する可能性について、よく形成された科学的アイデアを持っていること。
• 工具や製品の耐久性と性能を保証する材料を強化するためのすべての方法に注意してください。
• 使用される材料の主なグループ、これらのグループの特性、および適用分野の現代的な知識がある。

必要な知識

コース "材料科学と技術建設資材「は既に理解し、そのような物質の電圧、負荷、プラスチックおよび弾性変形状態、金属の結晶構造の原子、化学結合の種類、金属の基本的な物理的特性等の特性の重要性を説明することができ、それらの学生のために設計されています。研究の間、学生は、プロファイルの規律を征服する必要があります基本的な訓練を受けます。古いコースは重要な役割は、材料科学や材料技術によって演じた様々な生産プロセスや技術を、調べます。

誰と一緒に仕事をするのですか？

設計機能と技術に関する知識金属および合金の特性は、現代の機械および機構の操作の分野で働く技術者、技術者または設計者にとって有用である。新素材の技術分野のスペシャリストは、機械製造、自動車、航空、エネルギー、宇宙分野での仕事の場を見つけることができます。近年、防衛産業や通信機器の開発において、「材料科学と材料の技術」に卒業した専門家が不足しています。

材料科学の発展

別の分野として、材料科学は、さまざまな条件でさまざまな金属とその合金の組成、構造および特性を説明する典型的な応用科学の一例です。

金属を抽出して様々なものを生産する能力合金は原始共同体系の分解の期間中に人によって取得された。しかし、別々の科学として、物質科学と材料の技術はわずか200年前に研究され始めました。 18世紀の初めは、フランスの科学者 - 百科事典学者であるReaumurの発見の時代であり、最初に金属の内部構造を研究しようと試みました。同様の研究が、英国の製造業者Grignonによって行われた。Grignonは、1775年に鉄が固まったときに形成された柱状構造についての短い報告を書いた。

ロシア帝国では、冶金学の分野における最初の科学的研究はMV Lomonosovに属し、彼のリーダーシップで様々な冶金学的プロセスの性質を簡単に説明しようとした。

冶金を前にした大きなブレークスルー19世紀の初め、さまざまな材料を調べる新しい方法が開発されました。 1831年、PP Anosovの作品は顕微鏡で金属を調べる可能性を示しました。その後、多くの国の数名の科学者が金属の構造的変化を科学的に証明しています。

百年後、光学顕微鏡の時代存在しなくなった。構造材料の技術は、時代遅れの方法を使って新しい発見をすることはできませんでした。光学機器は電子機器に置き換えられました。金属科学は電子的な観測方法、特に中性子回折と電子回折に頼りがちであった。これらの新技術の助けを借りて、1000倍までの金属と合金のセクションを増やすことが可能であり、科学的な結論の根拠がさらに増すことを意味します。

材料構造に関する理論的情報

規律を学ぶ過程で、学生は金属と合金の内部構造に関する理論的知識を得る。コースの最後に、次のスキルと習慣が学生によって得られるはずです。

• 金属の内部結晶構造について;
• 異方性と等方性についてこれらの特性を決定する要因と影響を受ける方法
• 金属および合金の構造における種々の欠陥;
• 材料の内部構造を調べる方法について

材料科学の分野における実践的なクラス

マテリアルサイエンス学科はすべての技術大学で利用可能です。コースの過程で、学生は以下の方法と技術を学びます：

• 冶金の基礎 - 歴史と現代の方法金属の合金を得る。現代の溶鉱炉における鋼と鋳鉄の生産。鋼と鋳鉄の鋳造、冶金生産の製品の品質を改善する方法。鋼の分類とマーキング、その技術的および物理的特性。非鉄金属およびその合金の溶融、アルミニウム、銅、チタンおよび他の非鉄金属の製造。この機器に適用されます。

• 材料科学の基礎には、鋳物の研究、現在の状態、鋳物を得るための一般的な技術スキームが含まれます。
• 塑性変形の理論、寒さと熱変形の違いは何ですか、硬化しているもの、ホットスタンピングの本質、コールドスタンピングの方法、スタンピング材料の適用範囲。
• 鍛造： このプロセスの本質と基本的な操作。圧延工場の生産とは何か、それが適用されている場所は、どの設備が圧延と引き抜きに必要ですか。どのようにこれらの技術のための完成した製品を得るために、そしてそれが使用されるところ。
• 溶接、その一般的な特性と開発の見通し、様々な材料の溶接方法の分類。溶接シームの物理化学的プロセス。
• 複合材料。プラスチック。一般的な特性を得る方法。複合材料を扱う方法。アプリケーションの展望。

材料科学の現代発達

最近、材料科学が受け入れられました強力な開発の推進。純粋な超高純度の金属を得ることを科学者に考えさせる新しい材料の必要性は、最初に計算された特性に従って様々な原材料を作成する作業が進行中である。構造材料の最新の技術は、標準金属の代わりに新しい物質の使用を示唆しています。金属製品に適合する強度パラメータを有するプラスチック、セラミック、複合材料の使用にはより注意が払われるが、その欠点はない。