Materiaalwetenskap en Tegnologie is een van die belangrikste dissiplines vir byna alle studente wat meganiese ingenieurswese studeer. Die skepping van nuwe ontwikkelings wat in die internasionale mark kan meeding, is onmoontlik om voor te stel en te implementeer sonder 'n deeglike kennis van hierdie onderwerp.
Die bestudering van die reeks van verskeie grondstowwe en hul eienskappe is die kursus van materiaalwetenskap. Verskeie eienskappe van die materiaal wat gebruik word, bepaal vooraf die omvang van hul toepassing in ingenieurswese. Die interne struktuur van 'n metaal of saamgestelde legering beïnvloed produkkwaliteit direk.
Basiese kenmerke
Materiaalwetenskap en struktuurmateria altegnologie beklemtoon die vier belangrikste kenmerke van enige metaal of legering. Eerstens is dit fisiese en meganiese kenmerke wat dit moontlik maak om die operasionele en tegnologiese eienskappe van 'n toekomstige produk te voorspel. Die belangrikste meganiese eienskaphier is die krag - dit beïnvloed direk die onvernietigbaarheid van die finale produk onder die invloed van werkladings. Die leer van vernietiging en sterkte is een van die belangrikste komponente van die basiese kursus "materiaalwetenskap en -tegnologie". Hierdie wetenskap vorm die teoretiese basis vir die vind van die regte strukturele legerings en komponente vir die vervaardiging van onderdele met die verlangde sterkte-eienskappe. Tegnologiese en operasionele kenmerke maak dit moontlik om die gedrag van die voltooide produk onder werkende en uiterste vragte te voorspel, die sterktegrense te bereken en die duursaamheid van die hele meganisme te evalueer.
Hoofmateriaal
Gedurende die afgelope eeue was metaal die hoofmateriaal vir die skep van masjiene en meganismes. Daarom gee die dissipline "materiaalwetenskap" groot aandag aan metaalwetenskap - die wetenskap van metale en hul legerings. 'n Groot bydrae tot die ontwikkeling daarvan is gemaak deur Sowjet-wetenskaplikes: Anosov P. P., Kurnakov N. S., Chernov D. K. en ander.
Materiaalwetenskapdoelwitte
Die basiese beginsels van materiaalwetenskap moet deur toekomstige ingenieurs bestudeer word. Die hoofdoel van die insluiting van hierdie dissipline by die kurrikulum is immers om ingenieurstudente te leer om die regte keuse van materiaal vir ingenieursprodukte te maak om sodoende hul dienslewe te verleng.
Die bereiking van hierdie doelwit sal toekomstige ingenieurs help om die volgende probleme op te los:
- Evalueer die tegniese eienskappe van 'n materiaal korrek deur die vervaardigingstoestande te ontleedproduk en sy nuttige lewensduur.
- Om goed gevormde wetenskaplike idees te hê oor die werklike moontlikhede om enige eienskappe van 'n metaal of legering te verbeter deur die struktuur daarvan te verander.
- Weet van al die maniere om materiale te verhard wat die duursaamheid en werkverrigting van gereedskap en produkte kan verseker.
- Het op datum kennis van die hoofgroepe materiale wat gebruik word, die eienskappe van hierdie groepe en die omvang.
Noodsaaklike kennis
Die kursus "Materiaalwetenskap en -tegnologie van struktuurmateriale" is bedoel vir daardie studente wat reeds die betekenis van eienskappe soos spanning, las, plastiese en elastiese vervorming, toestand van aggregasie van materie, atoom-, verstaan en kan verduidelik. kristalstruktuur van metale, tipes chemiese bindings, basiese fisiese eienskappe van metale. In die proses van studie ondergaan studente basiese opleiding, wat vir hulle nuttig sal wees om die profieldissiplines te verower. Meer gevorderde kursusse dek verskeie vervaardigingsprosesse en tegnologieë, waarin materiaalwetenskap en tegnologie 'n beduidende rol speel.
Wie werk?
Kennis van die ontwerpkenmerke en tegniese kenmerke van metale en legerings sal nuttig wees vir 'n tegnoloog, ingenieur of ontwerper wat in die bedryfsveld van moderne masjiene en meganismes werk. Spesialiste op die gebied van nuwe materia altegnologie kan hul werkplek vind in ingenieurswese, motor, lugvaart,energie- en ruimtebedryf. Onlangs was daar 'n tekort aan spesialiste met 'n diploma in materiaalwetenskap en tegnologie in die verdedigingsbedryf en op die gebied van kommunikasie-ontwikkeling.
Ontwikkeling van materiaalwetenskap
As 'n aparte dissipline is materiaalkunde 'n voorbeeld van 'n tipiese toegepaste wetenskap wat die samestelling, struktuur en eienskappe van verskeie metale en hul legerings onder verskillende toestande verduidelik.
Die vermoë om metaal te onttrek en verskeie legerings te maak, is deur 'n persoon verkry gedurende die tydperk van ontbinding van die primitiewe gemeenskaplike stelsel. Maar as 'n aparte wetenskap het materiaalwetenskap en materia altegnologie 'n bietjie meer as 200 jaar gelede begin bestudeer word. Die begin van die 18de eeu is die tydperk van ontdekkings deur die Franse ensiklopeed Réaumur, wat die eerste was wat probeer het om die interne struktuur van metale te bestudeer. Soortgelyke studies is uitgevoer deur die Engelse vervaardiger Grignon, wat in 1775 'n kort verslag geskryf het oor die kolomstruktuur wat hy ontdek het, wat tydens die stolling van yster gevorm word.
In die Russiese Ryk het die eerste wetenskaplike werke op die gebied van metallurgie aan M. V. Lomonosov behoort, wat in sy handleiding kortliks probeer het om die essensie van verskeie metallurgiese prosesse te verduidelik.
Metaalwetenskap het aan die begin van die 19de eeu 'n groot sprong vorentoe gemaak toe nuwe metodes ontwikkel is om verskeie materiale te bestudeer. In 1831 het die werke van P. P. Anosov die moontlikheid getoon om metale onder 'n mikroskoop te ondersoek. Daarna het verskeie wetenskaplikes van 'n aantal lande wetenskaplik bewysstrukturele transformasies in metale tydens hul voortdurende verkoeling.
Honderd jaar later het die era van optiese mikroskope opgehou om te bestaan. Die tegnologie van strukturele materiale kon nie nuwe ontdekkings maak deur verouderde metodes te gebruik nie. Optika is deur elektronika vervang. Metaalwetenskap het begin toevlug tot elektroniese metodes van waarneming, veral neutrondiffraksie en elektrondiffraksie. Met die hulp van hierdie nuwe tegnologieë is dit moontlik om die dele van metale en legerings tot 1000 keer te vergroot, wat beteken dat daar baie meer gronde vir wetenskaplike gevolgtrekkings is.
Teoretiese inligting oor die struktuur van materiale
In die proses om die dissipline te bestudeer, ontvang studente teoretiese kennis oor die interne struktuur van metale en legerings. Aan die einde van die kursus moes studente die volgende vaardighede en vermoëns verwerf het:
- oor die interne kristalstruktuur van metale;
- oor anisotropie en isotropie. Wat veroorsaak hierdie eienskappe, en hoe hulle beïnvloed kan word;
- oor verskeie defekte in die struktuur van metale en legerings;
- oor metodes om die interne struktuur van die materiaal te bestudeer.
Praktiese studies in die dissipline van materiaalkunde
Departement van materiaalkunde is beskikbaar in elke tegniese universiteit. Gedurende die verloop van 'n gegewe kursus bestudeer die student die volgende metodes en tegnologieë:
Grondbeginsels van metallurgie - geskiedenis en moderne metodes om metaallegerings te vervaardig. Produksie van staal en yster in moderne hoogoonde. Giet van staal en gietyster, metodes om produkkwaliteit te verbetermetallurgiese produksie. Klassifikasie en merk van staal, sy tegniese en fisiese eienskappe. Smelt van nie-ysterhoudende metale en hul legerings, produksie van aluminium, koper, titanium en ander nie-ysterhoudende metale. Toerusting gebruik
- Die basiese beginsels van materiaalwetenskap sluit in die studie van gieteryproduksie, die huidige toestand daarvan, algemene tegnologiese skemas vir die vervaardiging van gietstukke.
- Teorie van plastiese vervorming, wat is die verskil tussen koue en warm vervorming, wat is werkverharding, die essensie van warm stempel, koue stempel metodes, die toepassingsgebied van stempel materiale.
- Smeding: die kern van hierdie proses en die belangrikste bedrywighede. Wat is rolprodukte en waar word dit gebruik, watter toerusting word benodig om te rol en te teken. Hoe voltooide produkte met hierdie tegnologieë verkry word, en waar dit gebruik word.
- Sweisproduksie, sy algemene kenmerke en ontwikkelingsvooruitsigte, klassifikasie van sweismetodes vir verskeie materiale. Fisies-chemiese prosesse vir die verkryging van sweislasse.
- Saamgestelde materiale. Plastiek. Metodes van verkryging, algemene kenmerke. Metodes om met saamgestelde materiale te werk. Aansoekvooruitsigte.
Moderne ontwikkeling van materiaalwetenskap
Onlangs het materiaalwetenskap 'n kragtige impuls tot ontwikkeling ontvang. Die behoefte aan nuwe materiale het wetenskaplikes laat dink oor die verkryging van suiwer en ultrasuiwer metale, werk is aan die gang om te skepverskeie grondstowwe volgens aanvanklik berekende eienskappe. Moderne tegnologie van strukturele materiale dui op die gebruik van nuwe stowwe in plaas van standaard metaal. Meer aandag word gegee aan die gebruik van plastiek, keramiek, saamgestelde materiale wat sterkteparameters het wat versoenbaar is met metaalprodukte, maar sonder hul nadele is.
