رشته ی مهندس مواد و متالوژی
تعریف مهندسی مواد و متالوژی به این شکل است:
“شناخت کامل خواص، نحوه استخراج و توزیع و کاربرد مواد گوناگون در صنایع به همراه تولید مواد مرکب حفاظت و الکتروسرامیک ها و شکل‌دهی آنها شامل محدوده مهم، وسیع و پر کاربردی از دستاوردهای دانش بشری است که در حال حاضر به عنوان دانش مهندسی مواد شناخته میشود”
مهندسین معدن پس از استخراج کانی ها از زمین آنها را به مهندسان متالوژی تحویل می دهند، متالوژ ها فلزات را از سنگ معدن جدا می کنند و در آخر نیز با تکنیک های خاص ذوب می کنند. سپس با مطالعات و بررسی های مختلف راهکار مناسب برای اینکه آن فلزات را به خواص مورد نیاز برسانند پیدا میکنند. به ابن شکل که آنها را با یکدیگر به نسبت های خاصی مخلوط می کنند که به این کار” آلیاژسازی ” میگویند.
فلز مذاب را ریخته گری می کنند یعنی داخل یک قالب میریزند تا شکل قطعه مورد نظر و مورد استفاده را پیدا کند.بعد از سرد شدن نیز برای اطمینان از کیفیت محصول با یکی از روش های آنالیز مواد خواص آن را بررسی میکنند ،گاهی برای تقویت قطعه نیز عملیاتی انجام میدهند که به آن عملیات حرارتی میگویند.
البته متالورژی فقط به همین عملیات محدود نمی شود یکسری روش های دیگر نیز برای شکل دادن وجود دارد مانند جوشکاری، نورد، پرینت سه بعدی، فورج (اهنگری)، ، ماشینکاری و …. که تمام این عملیات جزو رشته متالورژی محسوب میشوند.
علم متالورژی هم یکی از شاخه های رشتهعلم و مهندسی مواد است. بنابراین تمام ماده هایی که در اطرافمان میبینیم از کشفیات مهندسین مواد است و اینجا از وسعت این علم میتوانیم آگاه شویم.
محل کاراین مهندسین می تواند در دفاتر کاری، آزمایشگاه های تحقیق و توسعه و یا محیط کارخانه باشد. گاهی نیز برای ملاقات با تولید کنندگان و مشتریان باید به سفرهای کاری بروند.
وظایف یک مهندس متالوژی
- مهندس متالوژی، رفتار مواد را در شرایط مختلف بررسی کرده و به پیشرفت تکنولوژی در طیف وسیعی از صنایع کمک می کند. مثال هایی از فعالیت های یک مهندس مواد عبارت است از: تست پلاستیک های تقویت شده فیبر کربنی برایتقویت آنها، ایجاد پلیمرهای خاص، ایجاد تجهیزات ورزشی سبکتر، تولید سرامیک و مواد مورد استفاده در ایمپلنت های دندانپزشکی و….
از دیگر وظایف مهندس متالوژی شامل موارد زیر می باشد :
- شناخت چگونگی عملکرد مواد و طریقه ی فاسد شدن و از بین رفتن آنها
- بررسی خواص مواد و راه های جدید ترکیب آنها
- آزمایش مواد در شرایط مختلف
- تحلیل داده های حاصل از آزمایشات در نرم افزارهای مدلسازی کامپیوتری
- ساخت نمونه های اولیه محصولات جدید
- کمک در طراحی فرآیند تولید محصولات با استفاده از مواد جدید
- بررسی علت شکست های ساختاری و یا جزئی
- نظارت بر تکنسین ها
مهارت و توانمندی های مورد نیاز مهندس متالوژی
در مهندسی مواد، دو علم شیمی و فیزیک اهمیت ویژهای دارند، زیرا بررسی خواص مواد بدون آشنایی با این دو علم ممکن نیست. مهندس متالوژی علاوه بر علم فیزیک و شیمی باید بر دانش ریاضی هم تسلط داشته باشد و از قدرت تجزیه و تحلیل خوبی در این زمینه بهرهمند باشد..
مهمترین مهارت های مورد نیاز برای یک مهندس متالوژی به شرح زیر است:
- مهارت حل مساله خلاقانه
- داشتن استعداد در ریاضی، علوم و فناوری اطلاعات
- مهارت های ارتباطی و ارائه مطالب خوب
- آگاهی از تمام فرآیندهای تولید
- توانایی اولویت بندی و برنامه ریزی تأثیرگذار
- توانایی انجام کار تیمی و تصمیم گیری
یکی از مهم ترین مهارت های لازم برای یک مهندس متالوژی، تسلط داشتن بر نرم افزارهای تخصصی در حوزه مهندسی متالوژی است.
برخی از مهم ترین نرم افزارهای تخصصی و کاربردی مهندسی مواد
- (SolidCast ) برای شبیه سازی ریخته گری
- (Predict Corrosion )برای پیش بینی خوردگی
- (MAGMA )برای شبیه ساز ریخته گری
- (Periodic Table) نرم افزار جدول تناوبی عناصر
- (Atlas of Phase Diagram )نرم افزاری شامل ۱۰۶۷ دیاگرام دوتایی فلزی و ۳۰۰ نمودار تعادلی سه تایی
- AutoForm ) (نرم افزار صنایع شکل دهی به خصوص در شاخه ورق کاری
- (Image tool )نرم افزار آنالیز تصاویر متالوگرافی و ریزساختار
تحصیل در رشته ی متالوژی
دانش‌آموزانی که علاقمند به درک عمیق‌تر علل پدیده‌های رفتاری گوناگون مواد مختلف و یافتن کاربردهای نوین و به روز و طراحی مواد جدید متناسب با نیازهای بشر می‌باشند و به طور کلی علاوه بر داشتن علایق مهندسی خود را به علوم نیز نزدیک حس میکنند، میتوانند در رشته مهندسی متالوژی تحصیل کنند و موفق هم باشند.
آشنایی با زبان انگلیسی‌هم که در تمام رشته‌های مهندسی ضروری است. اما در مهندسی سرامیک این ضرورت بیشتر حس میشود چون این رشته جدید است و کتاب های علمی کمتری از آن به زبان فارسی منتشر شده است.
در ایران به دو روش میتوانیم وارد این رشته شویم:
۱) شاخه فنی و حرفه ای:
محصلان از دبیرستان وارد رشته فنی متالورژی در هنرستان میشوند و دیپلم متالورژی می گیرند،برای ادامه تحصیل هم ابتدا فوق دیپلم، لیساس و فوق لیسانس و … شاخه فنی با هدف تربیت تکنسین فنی برنامه ریزی شده، باید گفت فارغ التحصیلان متالوژی در هنرستان توانایی بالایی در ریخته گری کسب میکنند و بلافاصله میتوانند در کارگاه ها و کارخانجات شروع به کار کنند حتی می توانندکارگاه ریخته گری احداث کنند. آنها در طول دوران هنرستان، علاوه بر دروس عمومی مثل عربی و ادبیات و زبان، دروس تخصصی مثل تولید قطعات فلزی به روش ریخته گری، نقشه کشی فنی رایانه ای، مدل سازی و ماهیچه ها ، عملیات ذوب و ریخته گری، دانش فنی پایه، تکمیل کاری قطعات فلزی، قالب گیری و آلیاژسازی، عملیات تغییر خواص متالوژیکی فلزات، دانش فنی تخصصی را آموزش می بینن.د
۲) شاخه ریاضی فیزیک:
در این شاخه، رشته مهندسی مواد و متالورژی بصورت کارشناسی پیوسته ارائه می شود. افراد در کارشناسی پیوسته مهندسی مواد و متالورژی نسبت به رشته متالورژی در هنرستان، از جنبه ریاضیات و محاسبات مهندسی تواناتر میشوند همچینن شناخت عمومی تری به این رشته پیدا میکنند و فقط محدود به ریخته گری نمیشوند. اما از جنبه توانایی فنی نسبت به هنرستانی ها کمی ضعیف تر هستند. متالورژی فیزیکی، متالوژی مکانیکی، عملیات حرارتی، کریستالوگرافی، روش های شکل دادن از دروسی هستند که در کارشناسی پیوسته این رشته ارائه میشوند.
این رشته مناسب چه افرادی است؟
برای انتخاب یک شغل صحیح و درست، عوامل مختلفی از جمله ویژگی های شخصیتی، ارزش ها، علایق، مهارت ها، شرایط خانوادگی، شرایط جامعه و … برای هر فرد باید در نظر گرفته شوند. یکی از مهم ترین این عوامل ویژگی های شخصیتی هر فرد می باشد. شناخت درست شخصیت هر فرد یک فرآیند پیچیده و محتاج به تخصص و زمان کافی است. البته هر فردی ویژگی های منحصربه فرد و خاص خود را دارد، حتی افرادی که به نوعی تیپ شخصیتی مشابه دارند، باز هم در برخی موارد با یکدیگر متفاوت هستند.
از آنجایی که این رشته هم یک علم است هم مهندسی دو دسته از افراد در این رشته موفق می شوند.
- افراد عملگرا و علاقه مند به فضای کاری عملی و فنی: بخش عملی در این رشته در فضای کاری خشن و محیط های اغلب آلوده و پرخطر است،مهندسان این رشته باید با کار فنی و حساس و فضای پر مخاطره ی کاریشان مشکلی نداشته باشند
- افراد علاقه مند به دانش و پژوهش: علم مواد بسیارجذاب است و بخش علمی این رشته هم وسعت زیادی دارد و بالطبع افراد مشغول در این رشته در کشور بسیار کم هستند و برای داشتن موقعیت خوبی در این رشته باید در شرکت های دانش بنیان یا هیئت علمی دانشگاه ها مشغول بکار شوند.
بازار کار متالوژی
رشته ی متالوژی (متالورژی) بازار کار وسیعی دارد، کارگاه های ریخته گری، فولادسازی، مدلسازی، شمش ریزی، بازرسی جوش، ماهیچه گیری، جوشکاری، قطعه ریزی از جمله فعالیت هایی هستند که مهندسین متالورژی می توانند در آن ها شاغل شوند.برخی از عناوین شغلی که در آگهی های استخدام متالورژی مشاهده میشوند عبارتند از :
- کارشناسی کنترل کیفیت
- اپراتور خط تولید
- کارشناس فروش
- مهندس جوش و بازرسی
- سرپرست آزمایشگاه
- کارشناس تحقیق و توسعه
تصمیم گیری در مورد تحصیل در رشتهی متالوژی به سه عامل بستگی دارد:
- اوضاع کنونی این رشته در کشور: کشور ایران منابع معدنی فراوانی مثل سنگ آهن،آلومینیوم،مس و.. دارد به همین دلیل متالوژی جایگاه ویژهای در کشور ما نسبت به رشته های دیگر مهندسی دارد.
- استعداد: باید در مورد این رشته به آگاهی بیشتر برسیبم و مطالعات بیشتر داشته باشیم تا به این موضوع پی ببریم که آیا استعداد کافی در ای رشته را داریم یا خیر.
- علاقه: داشتن علاقه ی کافی و زیاد باعث می شود تا در هر شرایطی سختی های این رشته را بپذیریم و بهترین نتایج را بدست آوریم.
به مهندس مواد متخصص در فلزات “مهندس متالوژی” و متخصص در سرامیک را “مهندس سرامیک” می گویند. مهندس سرامیک مواد سرامیکی را تولید کرده و روشهای تبدیل آنها را به فراورده های مفید ایجاد میکند. همه ی مواد غیر آلی و غیر فلزی را که در روند تولیدشان نیاز به حرارت های بالا است سرامیک می گویند.مهندس سرامیک بر روی موادی گوناگون مثل شیشه آلات گرفته تا قطعات اتومبیل و هواپیما، کف پوش ، خطوط ارتباطی فیبر نوری و عایقهای الکتریکی کار می کند.
مهندسین موادی که در گرایش “متالورژی استخراجی” تحصیل می کنند بیشتر تخصصشان در خصوص نحوه استخراج فلزات از سنگ های معدنی تا مرحله رسیدن به فلز خام در کارخانه و همچنین استفاده از روش هایی جهت جلوگیری از خوردگی فلزات می باشد. بحث خوردگی فلزات از مهمترین مباحث صنعتی در تمامی کشورهای دنیاست و سالانه ضررهای هنگفتی به اقتصاد کشورهای دنیا از این موضوع وارد میشود و کوچکترین اقدامی در جهت جلوگیری از این اتفاق می تواند رقم های قابل توجهی از ضرر و زیان مالی اکثر کشورها را کاهش دهد.
مهندسین موادی که در گرایش “متالورژی صنعتی” تحصیل می کنند، با توجه به تخصصشان ممکن است علاقه داشته باشند در زمینه طراحی و تولید آلیاژهای صنعتی کار کنند. قطعات مکانیکی که در صنایع مختلف بکار می‌رود از فلزات و آلیاژهای گوناگونی ساخته شده اند. آلومینیم و آلیاژهای آن ،انواع فولادها و چدن‌های آلیاژی، منیزیم، مس، روی و سایر فلزات به‌طور وسیع در ساخت انواع قطعات صنعتی مورد مصرف قرار می‌گیرند. این قطعات در صنایع مختلف به خصوص صنایع خودروسازی، هوافضا، پتروشیمی، صنعت نفت و گاز، هواپیماسازی، ساختمان، سازه‌های فضایی، حمل‌ونقل و صنایع نظامی به‌کار می‌روند.
مهندسین موادی که در گرایش “سرامیک” تحصیل می کنند می توانند در صنایع متعدد و متنوعی مشغول به کار شوند و بازار کارشان بسیار گسترده است. همچنین برخلاف تصور عمومی نادرستی که از سرامیک وجود دارد، مهندسان رشته سرامیک با مباحث بسیار متنوعی از جمله شیشه‌ها، اپتیک، مصالح ساختمانی از جمله سیمان،فیلترهای بسیار دقیق اپتیکی، کاشی، چینی نسوزها و کلاهک‌ها و پوشش بیرونی موشک‌های فضاپیما و قطعات اصلی کامپیوتر‌ها، اجزای درونی قطعات الکترونیک از جمله Ic ها، خازن‌ها، مقاومت‌ها، ایمپلانت‌ها و بسیاری از قطعاتی که جایگزین اعضای بدن انسان میشود، فروالکتریک‌ها، فری مغناطیس‌ها و فوق‌هادی‌ها و سایر مواد دیگر آشنا هستند ،بطور کلی می توان گفت مهندسی سرامیک یعنی هنر و علم ساختن و به کاربردن اشیاء جامدی که اجزاء تشکیل‌دهنده اصلی و عمده آنها مواد غیرآلی و غیرفلزی می باشد.
آینده شغلی، بازار کار و فرصت های استخدامی مهندس مواد و متالوژی
یک مهندس مواد میتواند فرصت های شغلی خوبی در صنایع تولید فولاد، صنایع خودروسازی، صنایع هوا- فضا، ذوب‌آهن، صنایع نظامی و صنعت نفت و پتروشیمی، کارخانجات تولید قطعات فلزی ( مانند صنایع ریخته‌گری، صنایع متالورژی پودر، صنایع فولادسازی، تراکتورسازی، صنایع دفاع، هواپیماسازی، خودروسازی و ساخت قطعات مختلف وسایل خانگی از جمله یخچال، کولر، ماشین‌لباسشویی، کشتی‌سازی، تلویزیون و ضبط صوت)، صنایع ساختمان‌سازی، معادن و صنعت سیمان داشته باشد.همچنین با کسب تجربه بیشتر به رده های بالاتر مانند مدیریت پروژه، متخصص گروه خاصی از مواد، کار در حوزه تحقیقات و مشاوره نیز دست خواهند یافت.
اما کشور ایران با اینکه جزء معدود کشورهای جهان بشمار می رود که دارای معادن متنوع و غنی از فلزات است. با وجود این مزیت نسبی، در ایران در حال حاضر فقط فلزاتی نظیر آهن، سرب، مس، روی و آلومینیوم بصورت انبوه تولید می شوند. و ما هنوز وارد کننده فلزاتی نظیر تیتانیم، منیزیم، کبالت و … هستیم.
