جدیدرشته مهندسی مواد (بخش اول: گرایش‌ها، جایگاه، تحصیل، اپلای)
مهندسی مواد
Material Science & Engineering
علم مواد شامل پژوهش و تحقیق برای دستیابی به دانش پایه و اساسی در مورد ساختار درونی، خواص و فرآیند نمودن مواد است. در حالی که مهندسی مواد و متالورژی اصولاً در ارتباط با استفاده عملی از دانش پایه مواد (علم مواد) است، به گونه ای که بتوان مواد را به محصولات دلخواه یا مورد نیاز جامعه تبدیل کرد. در واقع لغت علم و مهندسی مواد ترکیب دهنده هر دو بخش علم مواد و مهندسی مواد است. علم مواد نهایت دانش پایه بوده و مهندسی مواد نهایت دانش کاربردی است و هیچ مرز مشخصی، جهت تفکیک و جدا نمودن این دو مقوله از یکدیگر وجود ندارد.
علم و مهندسی مواد (Material Science & Engineering) چیست؟
بهتر است اینطور بگوییم: علم مواد یعنی مطالعه همه چیز! همه آن چیزی که هر روز می بینید! کفش‌های که می‌پوشید، ظرف هایی که در آن غذا می خورید، سی دی هایی که به آن ها گوش می دهید، تلفن همراهی که استفاده می کنید، اتومبیلی که آنرا می رانید، همه از مواد مختلف ساخته شده اند.
درک اینکه مواد چگونه کنار هم قرار بگیرند، چگونه استفاده شوند، چگونه تغییر می کنند و چگونه می توانند اشیاء و چیزهای شگفت انگیز بسازند یا حتی کاملاً یک ماده جدید ساخته شود همگی از جمله مواردی است که علم مواد درگیر آنهاست.
نمودار زیر مشخص کننده ارتباط بین علوم پایه با علم و مهندسی مواد است:
منظور ما از “مواد” در این رشته چیست؟؟
این سوال خیلی کلی است! چرا که مواد خود ذات سازنده سایر چیزها هستند. شما می توانید دقیقاً برای این واژه اسمی انتخاب کنید ؟ مواد می توانند طبیعی باشند مانند چوب، یا ساخت دست انسان باشند مانند پلاستیک. هم اکنون که در حال مطالعه این مقاله هستید بیش از ۳۰۰٫۰۰۰ نوع ماده مختلف شناخته شده است (اگر شما برای هر کدام از این تعداد ماده هر در ثانیه یک اسم انتخاب کنید فقط ۳ شبانه روز کامل طول می کشد که یک لیست تهیه کنید!) و با توجه به این که مهندسین مواد همواره در حال ساخت و ترکیب مواد مختلف باهم به روش های جدید هستند، شمار مواد تقریباً بی نهایت است.
اکثر مواد درون دسته های کلی و بزرگ، قرار می گیرند:
فلزات
دوره های وسیعی از تمدن بشری – مانند عصر برنز و عصر آهن- بدلیل فلزات نام گذاری شده اند. همین برای درک اهمیت این مواد در زندگی بشر کافی است! فلزات اولین موادی بودند که “مهندسی” شدند بدین معنی که مردم بجای اینکه اجازه دهند خواص طبیعی فلزات مشخص کند که باید در چه مواردی استفاده شوند، توانستند آنها را برای تامین نیازهای خود تغییر دهند و آنطور که خود می خواهند از آن ها استفاده کنند. این روزها مهندسین مواد از فلزات چنان استفاده هایی می کنند که حتی تا همین سال های اخیر تصور آن هم مشکل بود! بعنوان مثال تغییرشکل مس به سیم های ریزی که صدها برابر از رشته موی شما نازک تر است!
سرامیک ها
برای درک ساده، یک ظرف چینی را تصور کنید. البته این فقط یک نوع از سرامیک ها است. سرامیک ها می توانند بعنوان جایگزین استخوان یا دندان استفاده شوند، برای ابزار برش بسیار قوی یا برای هدایت الکتریسیته و یا حتی عایق آن مورد استفاده قرار گیرند. سرامیک ها از اضافه شدن اکسیژن یا نیتروژن به فلزات پدید می آیند.
نیمه هادی ها
وجود یکی از این مواد (سیلیکون) هم اکنون مطالعه این مقاله را برای شما امکانپذیر کرده است! چراکه سیلیکون یک ماده بنیادی در چیپ های الکترونیکی کامپیوتری است. “نیمه هادی ها” موادی هستند که می توانند الکتریسیته را با افزودن مقادیری “ناخالصی” انتقال دهند اما در حالت عادی عایق هستند. سی دی پلیر، تلفن و همراه شما همگی به نیمه هادی ها وابسته هستند.
پلیمرها
پلیمرها ملکول های بسیار بزرگی هستند که از ملکول های کوچکتر که به یکدیگر بصورت تکرارشونده متصل هستند تشکیل شده اند. شاید ندانید اما شما هر روز بیش از هر ماده دیگری، با پلیمرها در تماس هستید و آنها را لمس می کنید. موس، کیبورد، قاب تلفن همراه از پلیمرها ساخته شده اند، همچنین کلیه رنگ ها انواعی از پلیمرها هستند. ضمناً، بسیاری از غذاهایی که مصرف می کنید از پلیمرهای طبیعی ساخته شده اند!
تعریف سایر مواد کمی سخت تر است …
کامپوزیت ها
کامپوزیت ها ترکیب مواد مختلف هستند که می توانند به سادگی سیمان تقویت شده با میله های فولادی باشند یا خط مقدم تولید یک دوچرخه فیبرکربنی فوق سبک. مکان هایی که مواد مختلف یکدیگر را ملاقات می کنند ( فصل مشترک ) اغلب خواص جدیدی می سازند که اساساً متفاوت ، و بهتر ، از آن ها در حالتی است که بصورت مجزا و تنها استفاده می شوند.
بیومواد
هر بخش از بدن شما یک ماده است! استخوان ها، ماهیچه ها، ناخن ها، موها و پوست همگی مثال های از انواع مواد با خواص قابل توجهی هستند که در بدن شما وجود دارند. برخی دانشمندان در تلاش بر الگو برداری از طراحی طبیعی هستند تا موادی را برای سایر کاربردها بسازند بعنوان مثال طراحی فوم ها با الگوبرداری از استخوان ها برای ساخت موادی مستحکم و سبک. بیو ماده به ماده ای با منشاء طبیعی یا مصنوعی گفته می شود به منظور درمان، التیام یا جایگزینی بافت موجودات زنده به کار می رود.
مواد خارق العاده
مهندسین مواد در حال کشف و اختراع دسته کاملاً جدیدی از مواد هستند – مانند buckyballها و نانولوله های کربنی که کره ها یا سیلندرهای بسیار ریزی هستند که از اتم های کربن ساخته می شوند. همچنین “آئروژل” مواد متخلخل فوق سبک هستند که می توان گفت تقریباً از هوا ساخته شده اند! نانوتکنولوژی مهندسین مواد را به سمت ابعاد جدیدی برده است در حدی که آنها می توانند مواد جدید را با کنار هم قرار دادن اتم ها و مولکول ها به یکدیگر، ایجاد نمایند که خواصی را به ارمغان می آورد که تا قبل از آن حتی تصور هم نمی شده است.
جهت آشنایی بیشتر با مواد مهندسی از جنبه علمی و مهندسی مطالعه مقاله آشنایی با مواد مهندسی را پیشنهاد می‌کنیم.
11
دقیــقه مطالعه
مواد مهندسی Engineering materials
مواد نام عام و وسیعی است که به هر چه از اتم ها یا مولکول ها تشکیل می شود، اطلاق ...
مهندسی مواد کجا کاربرد دارد؟
احتمالاً تاکنون درباره یک شیمی دان، فیزیک دان یا بیولوژیست شنیده باشد، اما درباره علم مهندسی مواد چیزی شنیده بودید؟ احتمالاً خیر. یکی از دلایلی که وجود دارد این است که مهندسین مواد گستره وسیعی از فعالیت ها را پوشش می دهند و دست به عرصه های مختلف شامل شیمی، بیولوژی و فیزیک، برده اند به همین دلیل عموم مردم آن را اختصاصاً برای یک فعالیت با اسم خاص نمی شناسند.. گاهی اوقات مهندسین مواد مهندس سرامیک یا مهندس پلیمر و یا متالورژیست نامیده می شوند و شما می توانید محل کار آنها را در محل کار در صنایع، آزمایشگاه ها و دانشگاه های سراسر دنیا بیابید.
با وجود گوناگونی آنها ، مهندسین مواد از یک نقطه نظر یکسان به مواد نگاه می کنند: آنها بدنبال ارتباط بین فهم ساختار مواد، خواص آنها ، چگونگی فرآیندهای ایجاد تغییرات در آنها، و کاری که آن مواد می توانند انجام دهند و کاربرد آنها هستند.
در گذشته، مردم از طریق سعی و خطا، مواد مختلف را استفاده و مطابق نیاز خود تغییر می دادند و در مقیاس بزرگ و قابل دید کار می کردند بعنوان مثال حرارت دادن و سرد کردن تکه های آهن (چدن یا فولاد) با هدف سخت سازی. مهندسین مواد مدرن با مهارت خاصی مواد را بسته به اصول استنباط شده از چگونگی رفتار مواد در قرارگرفتن کنار هم، که اغلب در مقیاس غیرقابل دید با چشم غیر مسلح در مقیاس اتمی، تغییر داده و بهبود می دهند. این مقدار چقدر کوچک است؟ برای قرار دادن نقطه در انتهای این جمله شما نیاز به تریلیون ها اتم دارید.
جایگاه مواد و متالورژی در ایران
رشته مهندسی مواد در ایران از لحاظ آموزش با سایر کشورها بسیار متفاوت است. واحدهای آموزشی، گرایش ها، میزان شناخته بودن در جامعه علی الخصوص فعالان صنعتی نسبت به فارغ التحصیلان این رشته، با آنجه در سایر کشورهای پیشرفته وجود دارد فرسنگ ها فاصله است.
گرایش های مهندسی مواد در مقاطع مختلف
مقطع کارشناسی
در حال حاضر در بسیاری از دانشگاه ها، مقطع کارشناسی با گرایش تفکیک نمی شود اما هنوز در برخی دانشگاه ها این گرایش بندی وجود دارد که معرفی آن خالی از لطف نیست :
- متالورژی صنعتی : گرایش “متالورژی” به دو شاخه متالورژی صنعتی و متالورژی استخراجی تقسیم بندی می شود که با توجه به گستردگی این رشته از هم تفکیک شده اند. متالورژی صنعتی یک شاخه از مهندسی مواد است که رفتار فیزیکی و شیمیای عناصر فلزی، ترکیبات بین فلزی آنها، و مخلوط آنها که آلیاژ نامیده می شود را مورد بررسی قرار می دهد. متالورژی صنعتی فن و تکنولوژی فلزات است : راهی که در آن علم فلزات به کاربرد عملی تبدیل می شود. متالورژی با “مهارت کار با فلزات” تفاوت دارد.
- متالورژی استخراجی : فرآیندهای مختلفی که برای استخراج فلزات از سنگ های معدنی آن صورت می گیرد را متالورژی استخراجی می شناسند. جداسازی فلزات از سنگ معدن و تصفیه آنها، شناخت انواع کوره ها، سوخت ها و فعل و انفعالات شیمیانی آنها توضیح بهتر این گرایش است. متالورژی استخراجی با رشته مهندسی معدن بسیار متفاوت است و نباید هر دوی آنها را مشابه دانست!
- سرامیک : مهندسی و علم سرامیک مطالعه ی مواد غیرآلی و غیر فلزی است. مهندسی سرامیک مطالعه ی تمام مواد سرامیکی، فرآیند های ساخت، خواص، کاربرد ها و غیره را پوشش می دهد.
مقطع کارشناسی ارشد
- شناسایی و انتخاب مواد مهندسی : این گرایش را می توان گرایش اصلی مهندسی مواد در مقطع ارشد نامید. شناسایی و انتخاب مواد مهندسی دروس اصلی مهندسی مواد را شامل می شود. دانشجویان در این گرایش با کلیت هر کدام از سایر گرایش ها آشنا شده و نگرشی دقیق تر به روش های آزمایشگاهی انتخاب و آنالیز مواد پیدا می کنند. به همین دلیل فارغ التحصیلان این رشته توانایی های عمومی تری نسبت به سایر گرایش ها که تخصصی هستند دارند. هدف از تحصیل دانشجو در این گرایش : شناخت کلی از مواد مختلف و خواص و کاربرد آنها، توانایی آنالیز مواد، توانایی طراحی روش ساخت مواد مختلف در هر کاربرد، آنالیز مکانیزم های تحلیل و تخریب مواد، و ارائه راهکارهای بهبود مواد.
11
دقیــقه مطالعه
معرفی گرایش شناسایی و انتخاب مواد مهندسی
معرفی گرایش شناسایی و انتخاب مواد مهندسی از رشته مهندسی مواد شناسایی و انتخاب مو...
- جوشکاری (welding) : دانشجویان تحصیلات تکمیلی در گرایش جوشکاری، استانداردها و کدهای جوشکاری، متالورژی جوش و فرایندهای جوشکاری را مطالعه می کنند. همچنین روشهای اتصال دهی مواد و مدلسازی آنها را نیز مورد بررسی قرار می دهند. مدرک کارشناسی ارشد مهندسی جوش، فارغ التحصیلان را برای حرفه های تحقیق، آموزش یا تولید آماده می‌کند. آشنایی بیشتر با گرایش جوشکاری در این.
11
دقیــقه مطالعه
گرایش جوشکاری از رشته مهندسی مواد
جوشکاری چیست؟ با توجه به پیشرفت روزافزون صنعت و بوجود آمدن سازه‌های ترکیبی با ات...
- خوردگی (corrosion) : پدیده خوردگی یک زیان اقتصادی عظیم برای همه کشورهای صنعتی به شمار می شود. نقش مهندس خوردگی آن است که با توجه به محیط و شرایط کاری مورد نظر، ماده ای را انتخاب کند که در برابر خوردگی مقاوم بوده و یا اینکه سرعت خوردگی را در آن ماده تا حد قابل قبولی کاهش دهد.وظیفه اصلی یک مهندس خوردگی کنترل شرایط در محیط های مختلف برای جلوگیری از وقوع خوردگی بخصوص در قطعات حساس است.
11
دقیــقه مطالعه
گرایش خوردگی و حفاظت از مواد
مهندسی موادMaterial Science & Engineeringعلم مواد شامل پژوهش و تح...
- ریخته گری (casting) : ریخته گری جزو صنایع مادر هر کشوری است. این گرایش را می توان صنعتی ترین گرایش مهندسی مواد معرفی کرد. دانشجویان در این گرایش با طراحی سیستم ریخته گری، مفاهیم و تکنیک های پیشرفته ریخته گری و علوم به روز آن آشنا می شوند تا صنعت سنتی کشور را به سمت پیشرفت های ریخته گری دنیا سوق دهند.
11
دقیــقه مطالعه
گرایش ریخته گری در مهندسی مواد
ریخته گری چیست؟ ریخته گری فرایندی است که در آن به منظور تبدیل فلز به شکل دلخوا...
- استخراج فلزات : متالورژی استخراجی جاییست مابین رسوبات معدنی فلزات و فلزات به صورت آماده برای استفاده در صنعت. به عبارت دیگر متالورژی استخراجی به فرایندهای مختلفی اشاره دارد که برای جدا کردن فلزات با ارزش از سنگ معدن آنها استفاده می شوند. دانشجویان در این گرایش با روش های خالص سازی فلزات و تکنیک های آن آشنا می شوند.
11
دقیــقه مطالعه
معرفی گرایش متالورژی استخراجی از رشته مهندسی مواد
متالورژی استخراجی چیست؟ اگر با گرایش های مختلف متالورژی سر و کار داشته اید حتما ...
- بیو مواد (bio material) : دانشجویان گرایش بیومواد با بکارگیری صحیح این مواد در بدن انسان و در تجهیزات پزشکی آشنا می‌گردند. به علاوه آنان با زمینه های طراحی و ساخت تجهیزات پزشکی و طراحی و ساخت اعضای مصنوعی انسان آشنا می شوند.
11
دقیــقه مطالعه
گرایش بیومواد (معرفی،تحصیل،بازارکار)
در این مقاله برای آشنایی با گرایش بیومواد مطالبی درباره ی مفاهیم و هدف این گرایش...
- نانو مواد (nano material) : نانو فناوری با مهندسی مواد ارتباط داشته و باعث به وجود آمدن زمینه های تحقیقاتی جدیدی به نام نانومواد در این رشته شده است. ساختار مواد در ابعاد میکرومتر و نانومتر، در مهندسی مواد مطالعه می شوند.
11
دقیــقه مطالعه
معرفی رشته نانو فناوری - گرایش نانومواد
نانو فناوری و نانو مواد نانوفناوری یکی از سریع ترین فناوری های علمی پیشرفته امرو...
- شکل دادن فلزات : شکل دهی فلزات با روش های تغییر شکل فلزات شکل پذیر برای تبدیل ماده خام اولیه (شمش، نبشی، ورق و …) به محصول نهایی سر و کار دارد. این گرایش نزدیک ترین گرایش به مهندسی مکانیک است. دانشجویان این گرایش با روش های شکل پذیری فلزات، تحلیل رفتار فلزات هنگام شکل پذیری و بهبود خواص مکانیکی فلزات آشنا می شوند.
11
دقیــقه مطالعه
معرفی گرایش شکل دادن فلزات
شکل دادن فلزات شکل دهی فلزات یک فرایند فلزکاری برای ساختن قطعات و اشیاء فلزی بوس...
- مواد مرکب (composite): مواد مرکب (همان گونه که از نام آن پیداست) از ترکیب دو یا چند ماده تشکیل می شود. با این هدف که خواص ماده نهایی نسبت به اجزای اولیه بهبود پیدا کند. دانشجویان این گرایش با خواص مواد مرکب و اجزای آن ها، مکانیک محیط های پیوسته و محاسبات مربوطه در جهت ساخت کامپوزیتی آشنا می شوند.
بازار کار مهندسی مواد و متالورژی در سال 1402
در موارد بازار کار و درآمد مهندسین مواد به تفصیل در قسمت دوم مقاله صحبت شده است:
11
دقیــقه مطالعه
رشته مهندسی مواد و متالورژی (بخش دوم: بازار کار، میزان حقوق و درآمد)
در مقاله پیشین (قسمت اول) در خصوص ماهیت رشته مهندسی مواد، جایگاه، گرایش ها و شرا...
اغلب آگهی های شغلی در رشته مهندسی مواد اینگونه هستند:
- کارشناس کنترل کیفیت
- اپراتور خط تولید
- کارشناس فروش
- مهندسی جوش و بازرسی
- اپراتور یا سرپرست آزمایشگاه
- کارشناس تحقیق و توسعه
درآمد مهندسین مواد در ایران
با توجه به اینکه آمار دقیقی از درآمد مهندسین مواد در ایران تاکنون در دسترس قرار نگرفته است بر اساس تجربه و شناخت شخصی از شاغلین این رشته می توان گفت :
درآمد مهندسین مواد (در سال 1403) از سالانه 144 میلیون تا 600 میلیون متفاوت است. بطور میانگین می توان گفت در حال حاضر میانگین درآمد مهندسین مواد بین 12 تا 30 میلیون تومان در ماه بسته به سابقه کاری، محل کار، جایگاه شغلی و … است. اطلاعات بیشتر راجع به درآمد مهندسین مواد در سراسر دنیا را می توانید در قسمت دوم این مقاله یعنی بازار کار مهندسی مواد استخراج نمایید.
پژوهش در مهندسی مواد و متالورژی
رشته مهندسی مواد از آنجایی که تنها رشته مهندسی است که علم در آن جایگاه بنیادی دارد ( علم و مهندسی مواد ) زمینه های پژوهشی بسیار گسترده ای دارد. در این رشته می توان پروژه های پژوهشی را هم در قالب فعالیت مهندسی، و هم در قالب فعالیت علمی تعریف کرد. پژوهش ها از فرآیندهای اجرایی مانند جوشکاری و ریخته گری گرفته تا فعالیت های کاملاً تئوریک نانو مواد و مواد پیشرفته گسترده می شوند. در این رشته به راحتی و با قدرت انتخاب بالا می توان زمینه پژوهشی را انتخاب کرد و کرانه پژوهشی بسیار بالایی دارد.
اپلای و ادامه تحصیل در خارج از کشور
مهندسین مواد به راحتی در دانشگاه های اروپا، استرالیا، کانادا می توانند با توجه به زمینه کاری و پژوهشی خود پذیرش اخذ کنند و جهت ادامه تحصیل در خارج از کشور اقدام نمایند. علاقمندان به ادامه تحصیل در خارج از کشور معمولاً در جریان پژوهش های روز علم و مهندسی مواد دنیا، خصوصاً دانشگاه هدف تحصیل، بوده و در طی دوران تحصیل در ایران سعی در کسب آشنایی و ایجاد سابقه پژوهش در زمینه های مرتبط دارند. ذکر عناوین پژوهش های روز علم و مهندسی مواد دنیا با توجه به گستردگی این رشته از حوصله این نوشته خارج است. تازه های علم و مهندسی مواد شما در دسته تازه های علمی وبسایت ایران مواد قابل مشاهده است. جهت راهنمایی اپلای در رشته مهندسی مواد می توانید مطلب اخذ پذیرش دانشگاه های خارجی در رشته مهندسی مواد و متالورژی را مطالعه نمایید.
دیدگاه کاربران
سلام چرا میگن گرایش جوشکاری در مواد بهترین گرایش حساب میشه؟ در حالیکه شناسایی بازار بهتری داره به نظر من
سلام
توی شناسایی دستتون شما بازتره برای انتخاب پروژه توی مقطع ارشد و میتونید روی پروژه های مرتبط با خیلی از حوزه ها از جمله مهندسی جوش کار کنید
اما توی گرایش جوشکاری شما درس های تخصصی تری رو توی حوزه مهندسی جوش میخونید
در کل هر گرایشی که بخونید داشتن سواد و تخصص و کسب تجربه های کاریه که میتونه بازار کار بهتری براتون فراهم کنه
اطلاعات بسیار مفیدی ارائه شده است.
تقریبا هیچ مهارت و دانش کاربردی در صنعت در دانشگاههای ایران برای رشته مهندسی مواد آموزش داده نمیشه . دوره های تفسیر آنالیز مواد, آزمونهای غیرمخرب, انتخاب مواد , آشنایی و کار با انواع مختلف استانداردها, نرم افزارهای مورد نیاز, هیچ کدام بصورت کاربردی اموزش داده نمیشه و همین ها نیازمندیهای صنعت هستند. از,طرفی تفاوت خیلی زیادی بین علم اموخته شده در دانشگاه و صنعت وجود داره و تقریبا همه کارها به روش سعی و خطا و بر مبنای دانش تجربی انجام میشه و حتی ده درصد از دانش مهندس مواد در صنعت بکار نمیاد و اغلب صنایع هم نمیدونن که از یک مهندس مواد چی باید بخوان. محیط کار اغلب تو صنایع ریخته گری هست که محیط خیلی سختی هست برلی کار کردن به ویژه برای خانومها