معرفی گرایش سرامیک از رشته مهندسی مواد

Ceramic engineering  – سرامیک گرایشی از رشته مهندسی مواد

سرامیک

این لغت در زبان یونانی Keramos به معنی سفالینه است. منشا پیدایش علم این علم، سفالینه‌های ساخته شده توسط انسانهای اولیه هستند. در واقع پیش از استفاده فلزات، از گِل رس به علت فراوانی و نیز شکل‌گیری عالی آن با آب و دمای نسبتاً پایین پخت آن استفاده میشد. خاک رس که از آلومینوسیلیکات ها تشکیل شده است، از عناصر آلومینیوم، سیلیسم و اکسیژن ساخته می‌‌شوند. این سه عنصر فراوان ترین عناصر پوسته زمین هستند.
سـرامیک ها را میتوان به دو دسته تقسیم کرد.

• سـرامیک های سنتی
• سـرامیک های مهندسی یا پیشرفته

شکل زیر دسته بندی این دو گروه از سرامیـک ها، مراحل ساخت و مشخصه یابی آن ها را به خوبی نشان می دهد.

مواد سرامیکی دارای خواص مختلفی هستند که هر یک این خواص در صنایع مختلف و کاربرد های خاصی استفاده می شود. در شکل های زیر انواع خواص سرامیـک ها را مشاهده می کنید.

محصولات و کاربردهای سرامیک

آنچه قبل از انتخاب گرایش سرامیک باید بدانید

مهندسی سـرامـیک یکی از گرایشات جذاب رشته علم و مهندسی مواد است که بر خلاف ماهیت زمخت دیگر گرایشات مهندسی مواد، لطیف تر به نظر رسیده و به دلیل پیشینه ی سفالگری و کاشی کاری سنتی بعدی هنری نیز به خود گرفته است. در مهندسی سـرامـیک به ساخت قطعات از مواد غیرآلی و غیر فلزی پرداخته می شود. مانند سایر گرایشات رشته مهندسی مواد، مهندسی سرامیک نیز بر پایه مطالعه روی ساختار، ترکیب شیمیایی و خواص مواد سرامیکی از بعد اتمی ماده تا ساختار بالک آن ایجاد شده است. مواد سرامیکی دارای ساختارهای متفاوت کریستالی، نیمه کریستالی و آمورف هستند. در تقسیم بندی دیگر سرامیـک ها را به دو دسته سرامیک های سنتی و پیشرفته تقسیم می کنند. امروزه مطالعه بر روی سرامیک های مهندسی و پیشرفته بسیار گسترش یافته است.

آنچه یک مهندس سرامیک باید بداند

برای اغلب افراد این پرسش پیش می آید که مهندسی سـرامـیک و در واقع علم سرامیک چیست؟ یک مهندس سـرامـیک پس از اتمام دانشگاه مشغول چه کاری می شود؟ این علم چه مباحثی را تحت پوشش قرار می دهد؟ و ده ها پرسش دیگر که تا قبل از آشنایی با هر رشته ی دانشگاهی برای افراد به وجود می آید. بنابراین در این مقاله قصد دارم درباره ی مهندسی سرامیک، شغل و وظایف یک مهندس سـرامـیک، سرفصل دروس و مباحث مطرح در این رشته، دانشگاه هایی که برای گرایش مهندسی و علم سـرامـیک پذیرش دانشجو دارند و بازارکار مهندسین سرامیک پس از فراغت از تحصیل توضیح دهم.

هر شخصی که مهندسی سرامیک را به عنوان رشته دانشگاهی و شغل آینده ی خود انتخاب و در این گرایش شروع به تحصیل و مطالعه می کند را سرامیست (ceramist) می نامند. آنچه تجربه شخصی من نشان می دهد این است که هر زمان به شخصی عنوان کردم مهندس سرامیک هستم با تعجب ابروهایش را بالا برده و می پرسد، سرامیک؟ و با اشاره به کاشی و سرامیک های اطراف می پرسد: یعنی چه؟ این رشته درباره ی چه موضوعی است؟ (تازه اگر بی رحم نباشند و نهایت کار را تعمیر و نصب کاشی سرامیک حمام و دستشویی ندانند)

در این مقاله قصد ندارم درباره ی فرمول های شیمیایی، خواص فیزیکی و شیمیایی، فرایند های ساخت و موارد استفاده ی مواد سرامیکی توضیح بدهم. زیرا این موارد به راحتی قابل دستیابی است و شما با ورود به این رشته دانشگاهی با این موضوعات آشنا خواهید شد.

مهندسی سرامیک چیست؟

مهندسی و علم سرامیک مطالعه ی مواد غیرآلی و غیر فلزی است. مهندسی سرامیک مطالعه ی تمام مواد سـرامیکی، فرآیند های ساخت، خواص، کاربرد ها و غیره را پوشش می دهد.
در این رشته شما تمامی فرآیند های سرامیک را به صورت تئوری آموزش خواهید دید. شما خواهید آموخت که سـرامیک تنها برای کاربرد های سنتی استفاده نمی شوند بلکه سرامیک های پیشرفته برای کاربرد های پیشرفته مانند راکتورهای هسته ای، بخش های اصلی موشک و حتی کاربرد هایی که تا به حال به گوشتان نرسیده است استفاده می شوند. مهندسی سـرامـیک به عنوان یکی از گرایشات رشته مهندسی و علم مواد در مقطع کارشناسی ارشد در دانشگاه های مختلف برگزار می شود.[۱]
علم مهندسی سرامیک در صنایع مختلفی کاربرد دارد. این صنایع عبارت اند از: صنعت ساختمان، الکترونیک، پزشکی، صنایع نظامی، صنایع اپتیکی، تجهیزات ورزشی و حمل و نقل.

مباحث مورد مطالعه در گرایش مهندسی سرامیک

برای مهندسی سرامیک مانند هر رشته ی دیگری، سر فصل هایی تعریف شده است که یک مهندس سرامیک در طول دوران تحصیل خود باید با این مباحث به خوبی آشنا شود. البته دروس و سر فصل های مربوط به این رشته با توجه به دانشگاه محل تحصیل متغیر خواهد بود. دانشجو می تواند با توجه به زمینه ی فعالیت خود از میان دروس اختیاری ارائه شده توسط دانشگاه دروس مورد نظر خود را انتخاب کند. از سر فصل دروس رشته مهندسی سرامیک می توان به ترمودینامیک، آنالیز و مطالعه مواد، فرآیندهای ساخت سرامیک ها، سرامیک های دیرگداز، فیزیک و شیمی حالت جامد، اصول مهندسی سـرامیک، مواد خام سرامیکی، پوشش های سرامیکی، فرآوری سرامیک ها، سیمان و بتن، خواص الکترونی مواد، سرامیک های نانو ساختار، رنگ های سرامیکی، شیشه، خواص مواد سرامیکی، نفوذ و دگرگونی های فازی در مواد و غیره اشاره کرد. [۲]
برای اخذ مدرک کارشناسی ارشد در این رشته دانشجو می بایست مطابق چارت ارائه شده توسط دانشگاه محل تحصیل تعداد واحد مشخصی را بگذراند. تعداد واحد برای کارشناسی ارشد رشته مهندسی سرامیک با توجه به تعداد دروس جبرانی حدود ۳۰ الی ۴۰ واحد است. در طول دو سال تحصیل دانشجو می تواند به صورت پژوهش محور و یا آموزش محور به تحصیل بپردازد. در حالت پژوهش محور دانشجو می باید در پایان طول تحصیل خود از پایان نامه خود که ۶ واحد را به خود اختصاص می دهد دفاع کند. دانشجویانی که تحصیل به صورت آموزش محور را انتخاب می کنند معادل واحد های پایان نامه ی دانشجویان پژوهش محور می بایست از دروس اختیاری ارائه شده توسط دانشگاه محل تحصیل دروسی بگذراند.

دانشگاه های پذیرنده ی دانشجو

دانشگاه های معتبر کشور مانند دانشگاه علم و صنعت، دانشگاه صنعتی شریف، دانشگاه تربیت مدرس، دانشگاه اصفهان، دانشگاه صنعتی شیراز و دیگر دانشگاه ها و موسسات آموزشی هر ساله برای این گرایش مهندسی پذیرش دانشجو دارند. در این میان دانشگاه علم و صنعت به عنوان قطب علمی مهندسی سـرامیک شناخته می شود و سهم بیشتری در پذیرش دانشجو نسبت به سایر دانشگاه ها دارد. در جدول زیر دانشگاه ها و موسسات آموزشی ارائه دهنده این رشته ی دانشگاهی به همراه ظرفیت هر دانشگاه آورده شده است. البته ظرفیت هر دانشگاه برای هر گرایش با توجه به تعداد هیئت علمی در آن گرایش و ظرفیت پذیرش دانشجو آن ها مشخص می شود. در نتیجه ظرفیت های مشخص شده در جدول زیر در دوره های مختلف امکان تغییر دارد.

دانشگاه های پذیرنده ی دانشجو برای تحصیل در مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مواد – گرایش سرامیک (سال ۹۶)

بازارکار، امید ها و چالش ها

از نظر بازارکار، مهندسی سرامیک، به خصوص مبحث سرامیک های سنتی به دلیل نیاز روز افزون صنعت ساختمان و نیاز مبرم به پیشرفت فرآیند های سنتی ساخت کاشی، سرامیک، شیشه، رنگ، پوشش و لعاب نسبت به سایر گرایشات مهندسی مواد از بازار کار بهتری برخوردار است. با این حال مانند سایر رشته های مهندسی امکان صنعتی سازی پژوهش های صورت گرفته توسط دانشجویان بر روی مواد سرامیکی پیشرفته با مشکلاتی روبه رو است و این مطالعات در نهایت تنها به انتشار مقاله می انجامند. در نتیجه فارغ التحصیلان گاه با برای ورود به بازار کار با سختی رو به رو خواهند بود.

انجمن های علمی

انجمن های علمی بسیاری در حوزه مهندسی و علم سرامیک فعالیت دارند که به مهندسین سرامیک با عضویت در آن ها می توانند از برنامه ها، خدمات و مزایای عضویت در این انجمن ها استفاده کنند. از میان این فدراسیون ها و انجمن ها میتوان به فدراسیون بین المللی سرامیک، انجمن سـرامیک چین، انجمن سرامیـک ایتالیا، انجمن سـرامیک اروپا، انجمن سـرامیک آمریکا و … اشاره کرد. در ایران هم انجمن سـرامیک ایران در سال ۱۳۷۱، به منظور گسترش و پیشبرد علم و فن آوری سرامیک ، توسعه کمی و کیفی نیروهای متخصص و بهبود آموزش و پژوهش تاسیس شد. برای اطلاع بیشتر در حوزه مهندسی سرامیک و فعالیت های انجمن های ذکر شده می توانید فایل پیوست شده در باکس دانلود را مطالعه کنید.

کتاب ها

کتب بسیاری در بخش های مختلف مهندسی سرامیک به زبان های فارسی و انگلیسی در دسترس مهندسین این گرایش قرار دارد. شما می توانید جهت آشنایی با چندی از کتب فارسی به چاپ رسیده در این حوزه از فایل پیوست شده در باکس دانلود استفاده نمایید.

مراجع: