Materiálová věda a technologie materiálů. Technologie stavebních materiálů

Specializace "Materiálová věda a technologiemateriály "je jednou z nejdůležitějších disciplín pro téměř všechny studenty, kteří studují inženýrství. Vytvoření nového vývoje, který by mohl konkurovat na mezinárodním trhu, nelze představit a realizovat bez důkladné znalosti tohoto předmětu.

Studium sortimentu různých surovin a jejich sortimentuVlastnosti se zabývají v průběhu vědy o materiálech. Různé vlastnosti použitých materiálů předurčují rozsah jejich použití ve strojírenství. Vnitřní struktura kovové nebo kompozitní slitiny přímo ovlivňuje kvalitu výrobku.

Základní vlastnosti

Materiálová věda a technologie strukturálníchmateriály označují čtyři nejdůležitější vlastnosti jakéhokoliv kovu nebo slitiny. Především jsou to fyzické a mechanické vlastnosti, které umožňují předvídat provozní a technologické vlastnosti budoucího produktu. Hlavní mechanickou vlastností zde je síla - přímo ovlivňuje nezničitelnost hotových výrobků pod vlivem zatížení. Doktrína zničení a síly je jednou z nejdůležitějších součástí základního kurzu "Materiálová věda a technologie materiálů". Tato věda je teoretickým základem pro hledání potřebných strukturálních slitin a součástek určených pro výrobu dílů s potřebnými pevnostními vlastnostmi. Technologické a provozní vlastnosti umožňují předpovědět chování hotového výrobku při práci a extrémních zatíženích, vypočítat mezní hodnoty pevnosti a odhadnout životnost celého mechanismu.

Základní materiály

Během posledních staletí je hlavní materiálpro tvorbu strojů a mechanismů je kov. Proto věda o materiálních vědách věnuje velkou pozornost kovové vědě - vědě o kovu a jejích slitinách. Sovětští vědci významně přispěli k jeho rozvoji: Anosov PP, Kurnakov NS, Chernov DK a další.

Cíle věd o materiálu

Základy materiálové vědy jsou nutné ke studiubudoucích inženýrů. Koneckonců, hlavním účelem začlenění této disciplíny do výcvikového kurzu je učit studenty technických oborů, aby správně zvolili materiál pro navrhované výrobky, aby prodloužili dobu jejich provozu.

Dosažení tohoto cíle pomůže budoucím inženýrům řešit následující úkoly:

• Správně vyhodnotit technické vlastnosti materiálu, analyzovat podmínky pro výrobu výrobku a dobu jeho provozu.
• Mají dobře vytvořené vědecké představy o skutečných možnostech zlepšení jakýchkoli vlastností kovu nebo slitin změnou struktury.
• Uvědomte si všechny způsoby vytvrzování materiálů, které mohou zajistit trvanlivost a výkonnost nástrojů a výrobků.
• Mají moderní znalosti o hlavních skupinách použitých materiálů, vlastnostech těchto skupin a oblasti použití.

Požadované znalosti

Předmět "Materiálová věda a technologiekonstrukční materiály "je určen pro ty studenty, kteří již rozumí a mohou vysvětlit význam takových charakteristik jako je napětí, zatížení, plastická a elastická deformace, agregátní stav hmoty, atomová krystalová struktura kovů, typy chemických vazeb, základní fyzikální vlastnosti kovů. V průběhu studia studují studenti základní školení, které jim pomohou zvládnout profilové disciplíny. Starší kursy se zabývají různými výrobními procesy a technologiemi, ve kterých hraje významnou roli materiálová věda a technologie materiálů.

S kým pracovat?

Znalost konstrukčních a technických prvkůcharakteristiky kovů a slitin jsou užitečné pro technologa, inženýra nebo projektanta pracující v oblasti provozu moderních strojů a mechanismů. Specialisté v oblasti technologií nových materiálů mohou nalézt své místo v oblasti strojírenství, automobilového průmyslu, letectví, energetiky a vesmíru. Nedávno došlo k nedostatku odborníků s diplomem v oblasti "materiálové vědy a technologie materiálů" v obranného průmyslu a ve vývoji komunikačních zařízení.

Vývoj materiálové vědy

Jako samostatná disciplína je materiálová věda příkladem typické aplikované vědy, která vysvětluje složení, strukturu a vlastnosti různých kovů a jejich slitin za různých podmínek.

Schopnost extrahovat kov a vyrábět různéslitiny byly získány člověkem během období rozkladu primitivního komunálního systému. Ale jako samostatná věda se materiálová věda a technologie materiálů začaly studovat před více než 200 lety. Začátkem 18. století je období objevů francouzského vědce-encyklopedisty Reaumur, který se nejprve pokusil studovat vnitřní strukturu kovů. Podobné studie provedl anglický výrobce Grignon, který v roce 1775 napsal krátkou zprávu o sloupcové struktuře, kterou objevil, který vzniká po ztuhnutí železa.

V Ruské říši patřily první vědecké práce v oblasti hutnictví MV Lomonosova, který se ve svém vedení snažil stručně vysvětlit povahu různých metalurgických procesů.

Významný průlom před metalurgií udělalpočátkem 19. století, kdy byly vyvinuty nové metody zkoumání různých materiálů. V roce 1831 práce PP Anosova ukázaly možnost zkoumat kovy pod mikroskopem. Poté několik vědců z řady zemí má vědecky prokázané strukturální transformace v kovu s průběžným chlazením.

O sto let později, v době optických mikroskopůpřestal existovat. Technologie konstrukčních materiálů nemohla objevit nové objevy za použití zastaralých metod. Optika byla nahrazena elektronickým zařízením. Kovová věda se začala uchylovat k elektronickým metodám pozorování, zejména neutronové difrakce a difrakce elektronů. Díky těmto novým technologiím je možné zvětšit úseky kovů a slitin až 1000krát, což znamená, že existuje mnohem více důvodů pro vědecké závěry.

Teoretické informace o struktuře materiálů

V průběhu studijního oboru získají studenti teoretické znalosti o vnitřní struktuře kovů a slitin. Na konci kurzu studenti získají následující dovednosti a návyky:

• na vnitřní krystalické struktury kovů;
• o anizotropii a izotropii. Co určuje tyto vlastnosti a jak mohou být ovlivněny;
• na různé vady struktury kovů a slitin;
• Metody studia vnitřní struktury materiálu.

Praktická výuka v oboru vědy o materiálech

Oddělení materiálové vědy je k dispozici na všech technických univerzitách. V průběhu kurzu student studuje následující metody a technologie:

• Základy metalurgie - historie a moderní metodyzískání slitin kovů. Výroba oceli a litiny v moderních vysokých pecích. Odlévání oceli a litiny, metody zlepšování jakosti výrobků hutní výroby. Klasifikace a značení oceli, její technické a fyzikální vlastnosti. Tavení neželezných kovů a jejich slitin, výroba hliníku, mědi, titanu a jiných neželezných kovů. Používá se s tímto zařízením.

• Základy materiálové vědy zahrnují studii slévárenství, jeho současný stav, obecné technologické schémata pro získání odlitků.
• Teorie plastické deformace, rozdíly mezi teplé a studené deformace, která je kalení, podstata tepla kováním, metody tváření za studena, aplikační řada ražení materiálů.
• Kování: podstatu tohoto procesu a základních operací. Jaká je výroba válcovny a kde je použita, jaké vybavení je nutné pro válcování a tažení. Jak získat hotové výrobky pro tyto technologie a kde se používají.
• Svařování, jeho obecné charakteristiky a vyhlídky na vývoj, klasifikaci metod svařování pro různé materiály. Fyzikálně chemické procesy svařovacích švů.
• Kompozitní materiály. Plasty. Metody získání, obecné charakteristiky. Metody práce s kompozitními materiály. Perspektivy aplikace.

Moderní vývoj vědy o materiálech

Nedávno se věda o materiálech dostalamocným tlakem vývoje. Potřeba nových materiálů přinutil vědce přemýšlet o získání čisté a ultra-čisté kovy, pracuje na vytvoření různých surovin pro původně vypočítaný výkon. Moderní technologie konstrukčních materiálů naznačuje použití nových látek namísto standardního kovu. Větší pozornost je věnována použití plastů, keramiky, kompozitních materiálů, které jsou parametry síly, kompatibilní s hardwarem, ale žádnou z nevýhod.