پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
معرفی رشته مهندسی مواد — از تحصیل تا اشتغال
رشته مهندسی مواد مناسب چه کسانی است؟
این رشته به عنوان یک زمینه تحصیلی میان رشته‌ای، ارتباط وسیعی بین مباحث فیزیک، شیمی، مکانیک و ریاضی، برقرار کرده است. علاقه‌مندان به امور فنی، محاسباتی و آزمایشگاهی امکان جستجو و حصول علائق خود در آزمایش‌ها، پروژه‌ها و دروس این رشته تحصیلی را خواهند داشت. از طرفی، انتخاب رشته مهندسی مواد برای افراد دارای علاقه به ساخت و توسعه مواد جدید، کشف خواص جدید و به دنبال آن گسترش جهان پیرامون گزینه مناسبی خواهد بود.
علاقه‌مندان به امور بازرسی و نظارت بر کارکرد قطعات و صنایع مختلف می‌توانند پس از فارغ التحصیلی از این رشته، در مشاغلی مرتبط به فعالیت بپردازند. آنهایی که به شناخت طبیعت مواد مختلف موجود در محیط پیرامون، همچنین ارتباط بین ساختار و نظم داخلی مواد با خواص حاصل علاقه دارند نیز، بد نیست این رشته تحصیلی را انتخاب کنند.
کدام دروس دوره دبیرستان در رشته مهندسی مواد بیشتر کاربرد دارند؟
دروس ریاضی از جمله حساب دیفرانسیل و حسابان به طور وسیع‌تر در این رشته تحصیلی در قالب درس‌هایی از جمله ریاضیات 1 (با بیان اصول احتمال، انتگرال، جبر خطی) و ریاضیات 2 (با توسعه انتگرال و محاسبات به کاربردهای دو و سه بعدی)، محاسبات عددی (شامل مباحث آماری و محاسباتی)، ریاضی مهندسی و معادلات دیفرانسیل مورد بررسی قرار می‌گیرند.
دروس فیزیک و شیمی دوره دبیرستان، کاربرد وسیعی رشته مهندسی مواد داشته و در دوره کارشناسی در قالب درس‌های فیزیک 1 (با تدریس مفاهیم نیرو و قوانین نیوتن)، فیزیک 2 (با بیان مطالب مربوط به الکتریسیته و مغناطیس) و همچنین شیمی عمومی (با بیان گسترده‌تر مفاهیم مربوط به شیمی دوره دبیرستان) آموزش داده می‌شوند.
این سه گروه از دروس، برای درک بهتر درس‌های پایه رشته مهندسی مواد از جمله کریستالوگرافی، شیمی فیزیک و خواص فیزیکی و مکانیکی، بسیار حائز اهمیت هستند. همچنین عناوین اشاره شده علاوه بر اهمیت در آموزش بهتر مباحث پایه، در انجام تحقیقات رشته مهندسی مواد از جمله پروژه‌های عملیاتی و شبیه‌سازی نیز نقش چشم‌گیر و قابل توجهی ایفا می‌کنند.
گرایش‌های رشته مهندسی مواد برای ادامه تحصیل چه هستند؟
در دوره کارشناسی، رشته مهندسی مواد به دو گرایش متالورژی صنعتی و متالورژی استخراجی تقسیم می‌شود. اختلاف این دو گرایش در تعداد مشخصی از دروسی است که توسط دانشجویان باید گذرانده شوند. به طور معمول در حدود 5 درس در این دو گرایش متفاوت است. در گرایش صنعتی، تمرکز بیشتری بر کاربردی کردن مواد مختلف و در گرایش استخراجی، تمرکز بیشتری در ساخت و توسعه مواد گوناگون وجود دارد.
در دوره کارشناسی ارشد مهندسی مواد، گرایش‌های متنوعی ارائه می‌شوند که در ادامه فهرستی از آن‌ها بیان شده است:
- شناسائی و انتخاب مواد مهندسی: جامع‌ترین گرایش برای ادامه تحصیل که به طور وسیع به تمامی جنبه‌های رشته مهندسی مواد می‌پردازد؛ ضمناً در این گرایش، بیش از سایر گرایش‌ها امکان انتخاب مسیر‌های پژوهشی وجود دارد.
- جوشکاری: آموزش انواع روش‌های جوشکاری و اتصال فلزات، سرامیک‌ها، پلیمرها، کامپوزیت‌ها و سایر مواد و محافظت از سازه‌های جوشکاری شده و بهبود مدت زمان کاری
- خوردگی و حفاظت از مواد: شناخت دلایل تخریب قطعات در معرض محیط‌های خورنده مانند آب دریا، رطوبت، اتمسفر محیط، گازهای داغ، مواد شیمیائی و همچنین روش‌های محافظت از قطعات مانند پوشش‌دهی روی سطح و استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگی و محاسبات مربوطه
- نانومواد: شناخت ساختارهای بسیار ریز در مقیاس نانومتری، ساخت قطعات نانو و کاربرد در صنایع دارویی، غذایی، الکتریکی، خودروسازی، پوشاک و حصول خواص فوق‌العاده در قطعات ساخته شده
- سرامیک: تولید و توسعه قطعات سرامیکی با خواص مطلوب مورد نیاز در صنایع مختلف مانند سرامیک‌های الکتریکی، پوشش‌های سرامیکی عایق و رادارگریز، قطعات سرامیکی مقاوم در برابر محیط‌های شیمیایی و خورنده و همچنین ساخت پودرهای با ابعاد و شکل مختلف و کامپوزیت‌های سرامیکی
- ریخته‌گری: بررسی روش‌های مختلف ریخته‌گری و ذوب‌ریزی با امکان تولید قطعات بسیار ریز و بسیار بزرگ، تولید قطعات تزئینی، ساخت قطعات پیچیده، و فراگیری اصول آماده‌سازی قطعات مورد نظر
- استخراج فلزات: فراگیری اصول آماده‌سازی مواد استخراج شده از معادن و تبدیل مواد خام به مواد کاربردی، سنتز و ساخت آلیاژهای مختلف و بررسی امکان بازیافت از مواد باقی مانده استخراج
- شکل دادن فلزات: آشنائی با روش‌های ساخت قطعات مانند نورد، اکستروژن، آهنگری، کشش سیم، ماشین‌کاری بر اساس انجام محاسبات و شبیه‌سازی با در نظر گرفتن خواص ماده مورد نظر و پارامترهای مهم اثر گذار بر قطعه نهایی
- مهندسی پزشکی بیومتریال: ساخت و توسعه مواد مورد نیاز برای کاشت داخل بدن بر اساس شناخت بافت مرتبط و موجود و همچنین خواص آلیاژهای مورد استفاده بر اساس استحکام، سمیت، ماندگاری در بدن انسان و موارد دیگر
مهمترین دروس دانشگاهی رشته مهندسی مواد چه هستند؟
مهمترین دروس دانشگاهی رشته مهندسی مواد عبارت هستند از:
- کریستالوگرافی: معرفی ساختار داخلی مواد از لحاظ نوع و شکل چیدمان اتم‌ها، نامگذاری ساختار داخلی مواد و همچنین برقراری ارتباط بین نوع چیدمان کریستالی، طبیعت ماده و خواص حاصل
- شیمی فیزیک: معرفی قوانین حاکم بر مواد در حالت‌های گاز، جامد و مایع، بررسی انرژی‌های موثر در تشکیل و تجزیه مواد و همچنین پیش‌ٰ‌بینی انجام واکنش‌های شیمیائی
- خواص مکانیکی 1 و 2: بررسی خواص مکانیکی مواد از جمله استحکام، سختی، انعطاف-پذیری و تغییر شکل در دماهای محیط و بالا و توجیه عوامل موثر بر حصول خواص مورد نظر از نقطه نظر ساختار داخلی مواد
- خواص فیزیکی 1 و 2: بیان وابستگی خواص مواد و قطعات بر اساس ویژگی‌های فیزیکی همچون ارتباط عناصر و اتم‌های مختلف با یکدیگر و امکان توسعه آلیاژهای جدید بر اساس قوانین مشخص
- ترمودینامیک مواد: بررسی سینتیک تشکیل مواد و محلول‌های مختلف مایع و جامد بر اساس دمای ذوب و تبخیر و میزان انحلال‌پذیری و همچنین تکمیل مباحث مطرح شده در درس شیمی فیزیک
- عملیات حرارتی: انجام عملیات گرمائی در زمان، دما و محیط مشخص به منظور بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی قطعه تولید شده به روش معین و بر اساس ارتباط بین ریزساختار داخلی با تغییرات دما و زمان
- شکل‌دهی فلزات: بررسی و شناخت روش‌های تولید قطعات، پارامترهای موثر و همچنین اثرات نوع آلیاژ بر انتخاب روش مناسب تولید
- انجماد: شناخت فرآیند انجماد و اصول حاکم بر آن در حین ذوب و ریخته‌گری به عنوان یکی از وسیع‌ترین روش‌های تولید قطعات
فارغ التحصیل رشته مهندسی مواد در چه کارها و صنایعی می‌تواند شاغل شود؟
گستره وسیعی از کارهای نظارتی، عملیاتی، تولیدی و اجرائی توسط فارغ التحصیل رشته مهندسی مواد قابل انجام است و در اینجا، تنها به برخی از شاخص‌ترین مواردی که یک فارغ‌التحصیل این رشته می‌تواند در آن‌ها شاغل شود پرداخته‌ایم: شرکت‌های خودروسازی، ساخت قطعات مانند شرکت‌های ریخته‌گری یا اکستروژن، نورد، آهنگری و جوشکاری به روش‌های پیشرفته، صنایع فولاد، مس و آلومینیم، بازرسی خطوط انتقال نیرو، آب و نفت، صنایع هوافضا و نظامی، آزمایشگاه‌های تحقیقاتی، صنایع ماشین‌های راه‌سازی، ساخت ظروف و قطعات آشپزخانه، پوشش‌دهی سطح قطعات منزل و ادارات، ساخت و پوشش‌دهی قطعات تزئینی، شبیه‌سازی فرایندها و قطعات صنعتی، صنایع الکترونیک، مشاوره در انتخاب مواد و آلیاژهای مورد استفاده در بخش‌های صنعتی مختلف، بازیافت و مهندسی پزشکی.
بازار کار رشته مهندسی مواد به چه صورت است؟
با توجه به سابقه طولانی این رشته در جهان و البته ایران، و اهمیت انتخاب و توسعه مواد مناسب، نیاز به حضور مهندس مواد در هر صنعتی احساس می‌شود. امکان راه‌اندازی مشاغل خصوصی و یا به بیان دیگر شخصی با سرمایه‌گذاری نسبتا کمتر در مقایسه با برخی رشته‌های مهندسی دیگر نیز وجود دارد. فارغ التحصیلان این رشته در زمینه‌های کاری ذکر شده در بند قبل، امکان فعالیت دارند و درآمد یک دانش آموخته رشته مهندسی مواد، وابسته به نوع صنعت مورد نظر و البته میزان تحصیلات، از حدود 5/1 میلیون تومان در ماه (در سال ۱۳۹۸) تا مقادیر بیشتر متفاوت است.
امکان ادامه تحصیل در رشته مهندسی مواد در داخل ایران چگونه است؟
امکان ادامه تحصیل در رشته مهندسی مواد در مقاطع کارشناسی ارشد، دکتری و پسادکتری در دانشگاه‌های داخل کشور فراهم است. تقریبا تمامی گرایش‌های مرتبط با این رشته تحصیلی، در ایران توسعه یافته‌اند. همچنین ظرفیت پذیرش دانشجو در سه مقطع رشته مهندسی مواد قابل توجه بوده و محدودیت چندانی وجود ندارد. لازم به اشاره است که دانشگاه‌های دولتی و آزاد در پذیرش دانشجو در این رشته، فعال هستند.
تجهیزات آزمایشگاهی مورد نیاز برای انجام تحقیقات، به طور مناسب در ایران قابل دسترسی است؛ هرچند که برخی تجهیزات مانند برخی میکروسکوپ‌های الکترونی با کمبود از نظر تعداد و یا حتی دسترسی روبرو است. به منظور غلبه بر این مشکل، انجام تحقیقات مشترک با دانشگاه‌های خارج از کشور در قالب دوره‌های فرصت مطالعاتی که با حضور محقق در کشور مقصد انجام می‌گیرد و یا ارسال مواد آزمایشگاهی به دانشگاه مقصد و دریافت نتایج آزمایش‌های مورد نظر، تا حد زیادی فراهم شده است.
دانشگاه‌های تهران، صنعتی شریف، صنعتی اصفهان، تربیت مدرس، علم و صنعت، صنعتی شیراز، امیرکبیر و تبریز از جمله مهمترین دانشگاه‌های ممکن برای انجام تحقیقات وسیع و عمیق در مقاطع تحصیلی رشته مهندسی مواد هستند. رتبه‌بندی این دانشگاه‌ها بر اساس تعداد و تجربه اساتید، میزان فعالیت‌های علمی در قالب چاپ کتب و مقالات، تجهیزات آزمایشگاهی مناسب و کافی، دسترسی به پایگاه‌های علمی بین المللی مانند مجلات و مقالات، برگزاری کنفرانس‌های داخلی یا بین المللی در دانشگاه مورد نظر، امکان پذیرش فارغ التحصیل هر یک از این دانشگاه‌ها در دانشگاه‌های خارج از کشور و همچنین میزان ارتباط با صنعت تعیین می‌شود.
امکان ادامه تحصیل در رشته مهندسی مواد در خارج از کشور به چه صورت است؟
اهمیت رشته مهندسی مواد در سطوح بالاتری در کشورهای پیشرفته شناخته شده است. کشورهایی مانند کانادا، سوئد، سوئیس، انگلیس، استرالیا، آلمان، ژاپن، کره جنوبی، چین، سنگاپور و امریکا از مهمترین مقصدهای بسیاری از دانشجویان ایرانی علاقه‌مند به ادامه تحصیل در این رشته در خارج از کشور هستند. غالب پروژه‌های تحقیقاتی موجود در دانشگاه‌های مقصد، مرتبط با صنایع مختلف بوده و بخشی از هزینه‌های پروژه، سکونت و زندگی روزمره دانشجو توسط صنایع مورد نظر فراهم می‌شود.
امکان تحصیل در برخی از دانشگاه‌ها با هزینه شخصی نیز وجود دارد که البته این موسسات آموزشی معمولا دارای کیفیت پایین‌تری در سطح جهانی هستند. همچنین ناگفته نماند که با توجه به کیفیت آموزش این رشته مهندسی در دانشگاه‌های ایران، معمولا پذیرش دانشجوهای ایرانی در سطح جهان، با سهولت انجام می‌شود.
امکان کسب شغل، درآمد و سکونت دائم یا نیمه دائم در کشورهای مقصد، وابسته به شرایط تحصیلی، کیفیت دانشجو و همچنین میزان نیاز به زمینه کاری او است. معمولا کشورهای اروپایی امکان کمتری برای پذیرش دانشجو به عنوان نیروی کار پس از اتمام دوران تحصیل دارند.
از طرفی با توجه به سطح علمی دانشگاه‌های کشور، تقریبا تحقیقات در حال اجرا در ایران، از لحاظ جدید و کاربردی بودن و قابلیت رقابت با دانشگاه‌های سطح دنیا از سطح مناسبی برخوردار هستند.
دروس دانشگاهی رشته مهندسی مواد تا چه میزان نیازهای بازار کار را مرتفع می‌کنند؟
علاوه بر دروس دانشگاهی که منجر به توسعه اطلاعات و دانش تئوری دانشجو می‌شوند، انجام و گذراندن یک سری از دروس به صورت عملی تحت عنوان کارگاه یا آزمایشگاه در دوره کارشناسی، گذراندن دوره کارآموزی به مدت دو یا سه ماه در همین دوره و همچنین انجام پروژه تحقیقاتی عملی در دوره کارشناسی، کارشناسی ارشد و دکتری به کسب تجربه مورد نیاز برای فعالیت در بازار کار کمک می‌کنند.
در کنار این موارد، شرکت در دوره‌های آموزشی تجربی تکمیلی، مانند آموزش نرم‌افزارهای مرتبط، دوره‌های بازرسی و دوره‌های فنی در گسترش دانش مورد نیاز برای فعالیت در خارج از دانشگاه مفید هستند. از طرفی دروس موجود در رشته مهندسی مواد، بسیاری از ملزومات مهم در طراحی و توسعه آلیاژهای جدید دارای خواص مناسب – که همانا هدف مهم این رشته تحصیلی است – را فراهم می‌کنند.
معمولا امکان فعالیت در شرکت‌های بزرگ همچون صنایع فولاد و خودروسازی و سایر موارد دیگر، بر اساس آموزش‌های کسب شده در دوره‌های کارشناسی و کارشناسی ارشد، فراهم می‌شود و ادامه تحصیل در مقطع دکتری، به تکمیل هرچه بهتر سطح علمی منجر خواهد شد.