Materialwissenschaft und Technologie der Materialien. Technologie der Baustoffe

Die Spezialität "Materialwissenschaft und Technologie der Materialien" ist eine der wichtigsten Disziplinen für fast alle Studierenden, die Ingenieurwissenschaften studieren. Die Schaffung neuer Entwicklungen, die auf dem internationalen Markt konkurrieren konnten, lässt sich ohne gründliche Kenntnis dieses Faches nicht vorstellen und umsetzen.

Die Untersuchung des Sortiments verschiedener Rohstoffe und deren Eigenschaften erfolgt durch einen Kurs in der Materialwissenschaft. Die verschiedenen Eigenschaften der verwendeten Materialien legen den Einsatzbereich im Ingenieurwesen fest. Die innere Struktur eines Metalls oder einer Verbundlegierung beeinflusst direkt die Qualität des Produkts.

Grundlegende Eigenschaften

Materialwissenschaft und Technologie von Baustoffen markieren die vier wichtigsten Eigenschaften von Metall oder Legierung. Zunächst einmal handelt es sich um physikalische und mechanische Eigenschaften, die es erlauben, die betrieblichen und technologischen Qualitäten des zukünftigen Produktes vorherzusagen. Die wichtigste mechanische Eigenschaft hier ist Stärke – sie beeinflusst direkt die Unzerstörbarkeit von fertigen Produkten unter dem Einfluss von Arbeitsbelastungen. Die Lehre von Zerstörung und Kraft ist eine der wichtigsten Bestandteile des Grundkurses "Materialwissenschaft und Technologie der Materialien". Diese Wissenschaft ist die theoretische Grundlage für die Suche nach den notwendigen Strukturlegierungen und Komponenten, die für die Herstellung von Teilen mit den notwendigen Festigkeitseigenschaften bestimmt sind. Technologische und betriebliche Merkmale ermöglichen es, das Verhalten des fertigen Produktes unter Arbeits- und Extrembelastungen vorherzusagen, die Festigkeitsgrenzen zu berechnen und die Langlebigkeit des gesamten Mechanismus abzuschätzen.

Grundstoffe

In den letzten Jahrhunderten ist das Hauptmaterial für die Schaffung von Maschinen und Mechanismen Metall. Deshalb widmet sich die Disziplin "Materialwissenschaft" der Metallwissenschaft – der Wissenschaft der Metalle und ihrer Legierungen. Sowjetische Wissenschaftler haben einen großen Beitrag zu ihrer Entwicklung geleistet: Anosov PP, Kurnakov NS, Chernov DK und andere.

Ziele der Materialwissenschaft

Grundlagen der Materialwissenschaft sind für das Studium von zukünftigen Ingenieuren obligatorisch. Immerhin ist es das Hauptziel, diese Disziplin in die Schulung zu integrieren, um den Studierenden technische Fachrichtungen zu vermitteln, um die richtige Materialauswahl für die entworfenen Produkte zu machen, um die Dauer ihres Betriebs zu verlängern.

Das Erreichen dieses Ziels hilft zukünftigen Ingenieuren, die folgenden Probleme zu lösen:

• Es ist richtig, die technischen Eigenschaften eines Materials zu bewerten, die Bedingungen für die Herstellung des Produkts und die Dauer seines Betriebs zu analysieren.
• Haben Sie gut geformte wissenschaftliche Ideen über die realen Möglichkeiten, irgendwelche Eigenschaften eines Metalls oder einer Legierung zu verbessern, indem Sie seine Struktur ändern.
• Achten Sie auf alle Möglichkeiten, um Materialien zu härten, die die Haltbarkeit und Leistung von Werkzeugen und Produkten sicherstellen können.
• Habe modernes Wissen über die Hauptgruppen der verwendeten Materialien, die Eigenschaften dieser Gruppen und den Anwendungsbereich.

Erforderliches Wissen

Der Kurs "Materialwissenschaft und Technologie der Baustoffe" ist für jene Schüler gedacht, die bereits die Bedeutung von Merkmalen wie Stress, Belastung, plastischer und elastischer Verformung, Aggregatzustand der Materie, Atomkristallstruktur von Metallen, Arten von chemischen Bindungen, grundlegenden physikalischen Eigenschaften, verstehen und erklären können Metalle In dem Prozess des Studiums, Studenten unterziehen Grundausbildung, die für sie nützlich ist, um Profildisziplinen zu erobern. Die älteren Kurse betrachten verschiedene Produktionsprozesse und Technologien, bei denen Materialwissenschaften und Materialtechniken eine bedeutende Rolle spielen.

Mit wem zu arbeiten?

Die Kenntnis der Konstruktionsmerkmale und der technischen Eigenschaften von Metallen und Legierungen wird für einen Technologen, Ingenieur oder Designer nützlich sein , der auf dem Gebiet der Bedienung moderner Maschinen und Mechanismen arbeitet. Fachleute auf dem Gebiet der Technologie neuer Materialien finden ihren Arbeitsplatz in den Bereichen Maschinenbau, Automobil, Luftfahrt, Energie und Raumfahrt. Vor kurzem gab es einen Mangel an Spezialisten mit einem Diplom in "Materialwissenschaft und Technologie der Materialien" in der Rüstungsindustrie und in der Entwicklung von Kommunikationsgeräten.

Entwicklung der Materialwissenschaft

Als eigenständige Disziplin ist die Materialwissenschaft ein Beispiel für eine typische angewandte Wissenschaft, die die Zusammensetzung, Struktur und Eigenschaften verschiedener Metalle und deren Legierungen unter verschiedenen Bedingungen erklärt.

Fähigkeit, Metall zu extrahieren und verschiedene Legierungen zu produzieren, die die Person auch während der Zersetzung des primitiven Gemeinschaftssystems erworben hat. Aber als eigenständige Wissenschaft, Materialwissenschaft und Technologie der Materialien begannen, vor über 200 Jahren studiert zu werden. Der Anfang des 18. Jahrhunderts ist die Entdeckungszeit des französischen Wissenschaftler-Enzyklopädisten Réaumur, der zuerst versucht hat, die innere Struktur von Metallen zu studieren. Ähnliche Studien wurden von dem englischen Hersteller Grignon durchgeführt, der 1775 einen kurzen Bericht über die säulenförmige Struktur entdeckte, die er entdeckte, die sich bildet, wenn das Eisen erstarrt.

Im russischen Reich gehörten die ersten wissenschaftlichen Arbeiten auf dem Gebiet der Metallurgie zu MV Lomonosov, der in seiner Führung versuchte, kurz die Natur verschiedener metallurgischer Prozesse zu erklären.

Ein großer Sprung nach vorne Metallwissenschaft, der Anfang des 19. Jahrhunderts gemacht wurde, als neue Methoden der Erforschung verschiedener Materialien entwickelt wurden. Im Jahre 1831 zeigten die Werke von PP Anosov die Möglichkeit, Metalle unter einem Mikroskop zu untersuchen. Danach haben mehrere Wissenschaftler aus einer Reihe von Ländern wissenschaftlich strukturelle Umwandlungen in Metallen mit ihrer kontinuierlichen Kühlung bewiesen.

Ein Jahrhundert später hörte die Ära der optischen Mikroskope auf zu existieren. Die Technologie der Strukturmaterialien konnte keine neuen Entdeckungen machen, mit veralteten Methoden. Die Optik wurde durch elektronische Geräte ersetzt. Die Metallwissenschaft begann auf elektronische Beobachtungsmethoden zurückzugreifen, insbesondere Neutronenbeugung und Elektronenbeugung. Mit Hilfe dieser neuen Technologien ist es möglich, die Abschnitte von Metallen und Legierungen bis zu 1000 Mal zu erhöhen, was bedeutet, dass es viel mehr Gründe für wissenschaftliche Schlussfolgerungen gibt.

Theoretische Informationen über die Struktur der Materialien

Im Rahmen des Studiums der Disziplin erhalten die Studierenden theoretisches Wissen über die interne Struktur von Metallen und Legierungen. Am Ende des Kurses sollten die folgenden Fähigkeiten und Gewohnheiten von den Schülern erhalten werden:

• Auf der inneren kristallinen Struktur der Metalle ;
• Über Anisotropie und Isotropie. Was bestimmt diese Eigenschaften und wie sie beeinflusst werden können;
• Bei verschiedenen Mängeln in der Struktur von Metallen und Legierungen;
• Auf die Methoden des Studiums der inneren Struktur des Materials.

Praktische Klassen in der Disziplin der Materialwissenschaft

Das Fachbereich Materialwissenschaften ist in allen Fachhochschulen erhältlich. Im Laufe des Kurses studiert der Studierende folgende Methoden und Technologien:

• Die Grundlagen der Metallurgie sind Geschichte und moderne Methoden, um Legierungen von Metallen zu erhalten. Herstellung von Stahl und Gusseisen in modernen Hochöfen. Gießen von Stahl und Gusseisen, Methoden zur Verbesserung der Qualität der Produkte der metallurgischen Produktion. Klassifizierung und Kennzeichnung von Stahl, seine technischen und physikalischen Eigenschaften. Schmelzen von Nichteisenmetallen und deren Legierungen, Herstellung von Aluminium, Kupfer, Titan und anderen Nichteisenmetallen. Angewendet mit diesem Gerät.

• Grundlagen der Materialwissenschaft sind das Studium der Gießerei , des aktuellen Standes, der allgemeinen technologischen Systeme für die Erlangung von Gussteilen.
• Theorie der plastischen Verformung, was ist der Unterschied zwischen kalter und heißer Verformung, was ist Kaltverhärtung, das Wesen der Heißprägung, Methoden der Kaltprägung, die Palette der Anwendung von Stanzmaterialien.
• Schmieden: das Wesen dieses Prozesses und die Grundoperationen. Was ist die Walzwerksfertigung und wo sie angewendet wird, welche Ausrüstung für das Walzen und Zeichnen benötigt wird. Wie man die fertigen Produkte für diese Technologien bekommt und wo es verwendet wird.
• Schweißen Produktion, seine allgemeinen Merkmale und Entwicklungsperspektiven, die Klassifizierung von Schweißverfahren für verschiedene Materialien. Physikochemische Prozesse der Schweißnähte.
• Verbundwerkstoffe. Kunststoffe Methoden der Erlangung, allgemeine Merkmale. Methoden der Arbeit mit Verbundwerkstoffen. Bewerbungsvoraussetzungen

Moderne Entwicklung der Materialwissenschaft

Vor kurzem hat die Materialwissenschaft einen starken Impuls für die Entwicklung erhalten. Die Notwendigkeit für neue Materialien gemacht Wissenschaftler denken über die Erlangung von reinen und hochreinen Metallen, ist die Arbeit im Gange, um verschiedene Rohstoffe nach den ursprünglich berechneten Eigenschaften zu schaffen. Die moderne Technologie der Baustoffe schlägt den Einsatz neuer Substanzen anstelle von Standardmetall vor. Mehr Aufmerksamkeit gilt der Verwendung von Kunststoffen, Keramiken, Verbundwerkstoffen, die Festigkeitsparameter haben, die mit Metallprodukten kompatibel sind, aber ihre Nachteile fehlen.