Materialna znanost in tehnologija materialov. Tehnologija gradbenega materiala

Posebnost "Materiali Znanost in tehnologija materialov" je ena izmed najpomembnejših disciplin za skoraj vse študente, ki študirajo inženiring. Ustvarjanje novih dogodkov, ki bi lahko tekmovali na mednarodnem trgu, ni mogoče zamisliti in izvajati brez temeljitega poznavanja te teme.

Študijo asortimana različnih surovin in njihovih lastnosti poteka v okviru predmeta znanosti o materialih. Različne lastnosti uporabljenih materialov vnaprej določajo obseg njihove uporabe v inženirstvu. Notranja struktura kovinske ali kompozitne zlitine neposredno vpliva na kakovost izdelka.

Osnovne lastnosti

Znanost in tehnologija gradbenih materialov označujeta štiri najpomembnejše značilnosti katere koli kovine ali zlitine. Prvič, to so fizične in mehanske lastnosti, ki omogočajo napovedovanje operativnih in tehnoloških lastnosti prihodnjega izdelka. Glavna mehanska lastnost tukaj je moč - neposredno vpliva na neuničljivost končnih izdelkov pod vplivom delovne obremenitve. Doktrina uničenja in moči je ena najpomembnejših sestavin osnovnega predmeta "Materiali znanosti in tehnologije materialov". Ta znanost je teoretične osnove za iskanje potrebnih strukturnih zlitin in sestavnih delov, namenjenih za izdelavo delov s potrebnimi trdnostnimi lastnostmi. Tehnološke in operativne lastnosti omogočajo napovedovanje obnašanja končnega izdelka pod delovnimi in ekstremnimi obremenitvami, izračunavanje mejne moči in oceno trajanja celotnega mehanizma.

Osnovni materiali

V zadnjih stoletjih je glavni material za izdelavo strojev in mehanizmov kovinski. Zato disciplina »material science« veliko pozornost namenja kovinski znanosti - znanosti o kovinah in njihovih zlitinah. Sovjetski znanstveniki so veliko prispevali k njegovemu razvoju: Anosov PP, Kurnakov NS, Chernov DK in drugi.

Cilji materialne znanosti

Osnove znanosti o materialih so obvezne za študij bodočih inženirjev. Navsezadnje je glavni namen vključitve te discipline v izobraževalni tečaj učenje študentov tehničnih specialitet, da bi pravočasno izbrali material za izdelane izdelke, da bi podaljšali obdobje njihovega delovanja.

Doseganje tega cilja bo prihodnjim inženirjem pomagalo pri reševanju naslednjih nalog:

• Pravilno ovrednotite tehnične lastnosti materiala, analizirajte pogoje za izdelavo izdelka in obdobje delovanja.
• Imeti pravilno oblikovane znanstvene ideje o resničnih možnostih izboljšanja lastnosti kovine ali zlitine s spremembo njegove strukture.
• Zavedajte se vseh načinov utrjevanja materialov, ki lahko zagotovijo vzdržljivost in učinkovitost orodja in izdelkov.
• Imeti sodobno znanje o glavnih skupinah uporabljenih materialov, lastnostih teh skupin in področju uporabe.

Potrebno znanje

Tečaj "Materiali Znanosti in Tehnologije Strukturnih Materialov" je namenjen tistim študentom, ki že razumejo in lahko pojasnijo pomen teh značilnosti kot napetost, obremenitev, plastika in elastična deformacija, agregatno stanje snovi, atomsko kristalno strukturo kovin, vrste kemičnih vezi, osnovne fizikalne lastnosti kovin. V procesu učenja študenti opravijo osnovno usposabljanje, kar je koristno za osvojitev profilnih disciplin. Starejši tečaji obravnavajo različne proizvodne procese in tehnologije, v katerih igra pomembno vlogo znanost in tehnologija materialov.

Koga delati?

Koristen je poznavanje konstrukcijskih značilnosti in tehničnih značilnosti kovin in zlitin tehnolog, inženir ali oblikovalec, ki dela na področju delovanja sodobnih strojev in mehanizmov. Strokovnjaki s področja tehnologije novih materialov lahko najdejo svoje delovno mesto na strojnem, avtomobilskem, letalskem, energetskem in vesoljskem področju. V zadnjem času je prišlo do pomanjkanja strokovnjakov z diplomo iz "materialov znanosti in tehnologije materialov" v obrambni industriji in pri razvoju komunikacijske opreme.

Razvoj materialov

Znanstvena gradiva kot samostojna disciplina so primer tipične uporabne znanosti, ki razlaga sestavo, strukturo in lastnosti različnih kovin in njihovih zlitin v različnih pogojih.

Sposobnost ekstrakcije kovine in izdelave različnih zlitin je v času razpada primitivnega komunalnega sistema pridobil človek. Toda kot ločena znanost, materiali znanosti in tehnologije materialov začeli študirati nekaj več kot 200 leti. Začetek 18. stoletja je obdobje odkritij francoskega znanstvenik-enciklopedista Reaumurja, ki je najprej poskušal preučiti notranjo strukturo kovin. Podobne študije je izvedel tudi angleški proizvajalec Grignon, ki je leta 1775 napisal kratko poročilo o strukturi stebra, ki jo je odkril, kar nastane, ko se železo strdi.

V ruskem cesarstvu so prva znanstvena dela na področju metalurgije pripadala MV Lomonosovu, ki je v svojem vodstvu skušal na kratko pojasniti naravo različnih metalurških procesov.

Velik napredek na področju metalurgije je bil dosežen v začetku 19. stoletja, ko smo razvili nove metode za raziskovanje različnih materialov. Leta 1831 je delo PP Anosov pokazalo možnost raziskovanja kovin pod mikroskopom. Po tem je več znanstvenikov iz več držav znanstveno dokazano strukturno preoblikovanje kovin s stalnim hlajenjem.

Stoletje pozneje je prenehala obstajati doba optičnih mikroskopov. Tehnologija strukturnih materialov ni mogla narediti novih odkritij z uporabo zastarelih metod. Optiko je nadomestila elektronska oprema. Kovinska znanost se je začela ukvarjati z elektronskimi metodami opazovanja, zlasti z difrakcijo nevtronov in elektronsko difrakcijo. S pomočjo teh novih tehnologij je možno povečati dele kovin in zlitin do 1000-krat, kar pomeni, da obstaja veliko več razlogov za znanstvene zaključke.

Teoretične informacije o strukturi materialov

V procesu študija discipline študentje pridobijo teoretično znanje o notranji strukturi kovin in zlitin. Na koncu tečaja morajo študentje pridobiti naslednje veščine in navade:

• na notranjem kristalna struktura kovin;
• o anizotropiji in izotropiji. Kaj določa te lastnosti in kako jih lahko vplivajo;
• o različnih okvarah v strukturi kovin in zlitin;
• O metodah preučevanja notranje strukture materiala.

Praktični pouk v disciplini materialoslovja

Oddelek za materialno znanost je na voljo na vseh tehničnih univerzah. Med študijem študent prouči naslednje metode in tehnologije:

• Osnove metalurgije - zgodovina in sodobne metode pridobivanja zlitin kovin. Proizvodnja jekla in litega železa v sodobnih visokih pečeh. Livarstvo jekla in litega železa, metode za izboljšanje kakovosti izdelkov iz metalurške proizvodnje. Razvrščanje in označevanje jekla, njegove tehnične in fizikalne lastnosti. Taljenje neželeznih kovin in njihovih zlitin, proizvodnja aluminija, bakra, titana in drugih neželeznih kovin. Uporablja se s to opremo.

• Osnove znanosti o materialih vključujejo študijo livarstva proizvodnja, moderna njena država, pogosta tehnoloških shem pridobivanje ulitkov.
• Teorija plastične deformacije, kakšna je razlika med hladno in vročo deformacijo, kaj je strjevanje, bistvo vročega žigosanja, metode hladnega žigosanja, obseg uporabe žigosanih materialov.
• Kovanje: bistvo tega procesa in osnovne operacije. Kaj je proizvodnja valjarne in kje se uporablja, kakšna oprema je potrebna za valjanje in črpanje. Kako priti do končnih izdelkov za te tehnologije in kje se uporablja.
• Varjenje, njegove splošne značilnosti in razvojne možnosti, klasifikacija varilnih metod za različne materiale. Fizikalno-kemijski procesi varilnih šivov.
• Sestavljeni materiali. Plastika. Metode pridobivanja, splošne značilnosti. Metode dela s sestavljenimi materiali. Možnosti uporabe.

Sodobni razvoj materialov

V zadnjem času je znanost o materialih dobila močno spodbudo za razvoj. Potrebo po novih materialih, ki so znanstveniki razmišljali o pridobivanju čiste in ultračaste kovine, je v teku delo za ustvarjanje različnih surovin glede na prvotno izračunane značilnosti. Sodobna tehnologija strukturnih materialov nakazuje uporabo novih snovi namesto standardne kovine. Več pozornosti namenjamo uporabi plastike, keramike, kompozitnih materialov, ki imajo parametre trdnosti, ki so združljivi s kovinskimi izdelki, vendar nimajo pomanjkljivosti.