معرفی گرایش های کارشناسی ارشد

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :


در این بخش میخواهیم نگاهی به گرایش شناسایی و انتخاب مواد بیندازیم.

شناسایی و انتخاب مواد مهندسی گرایشی از رشته مهندسی مواد است که علاوه بر آن به صورت بین رشته ای در رشته های دیگر نیز کاربرد دارد. به عبارت دیگر شما هر گونه شغلی از جمله تولید، واردات مواد اولیه، و فروش به صنایع مختلف را داشته باشید، یا اگر حین تحقیقات دانشگاهی و علمی برای مواد و دستگاه های خود نیاز به شناسایی و انتخاب داشته باشید، با گرایش شناسایی و انتخاب مواد مهندسی سر و کار دارید. شناسایی و انتخاب مواد مهندسی به عنوان رشته مهم و اساسی و پایه در بسیاری از علوم و صنایع از جمله خودروسازی، هوافضا، معادن، پزشکی و غیره کاربرد بنیادین دارد.
این گرایش را می توان گرایش اصلی مهندسی مواد در مقطع ارشد نامید.

یکی از قسمت های بسیار مهم گرایش شناسایی و انتخاب مواد مهندسی، انتخاب مواد است. یکی از اولین قدم ها در طراحی هر گونه قطعه مهندسی انتخاب مواد آن است. انتخاب مواد به گونه ای که هم در حین ساخت هم در حین کاربرد مناسب باشند و حتی بعد از دور ریز گزینه مناسبی برای چرخه طبیعت باشند از مهم ترین قسمت های طراحی است .

مهندسین طراح یک سری آزمایشات و آنالیزهای مواد هم به صورت فیزیکی هم به صورت مجازی با مدل سازی و شبیه سازی برای یافتن بهترین ماده جایگزین انجام می دهند.

عواملی که قبل از انتخاب یک ماده برای مهندسی باید در نظر گرفته شود، عبارتند از :
1- هزینه ماده
2- قابلیت تولید آن
3- مسائل محیط زیستی
4- خواص شیمیایی
5- خواص فیزیکی
6- خواص مکانیکی

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :


در این بخش به گرایش جوشکاری پرداختیم.

دوره کارشناسی ارشد جوشکاری مجموعه ای است از دروس نظری، آزمایشگاهی پیشرفته و پروژه تحقیقاتی که به منظور تربیت نیروهای متخصص در زمینه اتصالات مواد مختلف شامل: فلزات آهنی و غیر آهنی آلیاژهای آنها و غیرفلزات (سرامیک، شیشه، پلاستیک) برای صنایع و مراکز تحقیقاتی و آموزشی برنامه ریزی شده است.

دانشجویان تحصیلات تکمیلی در گرایش جوشکاری، استانداردها و کدهای جوشکاری، متالورژی جوش و فرایندهای جوشکاری را مطالعه می کنند و روشهای اتصال دهی مواد و مدلسازی آنها را نیز مورد بررسی قرار میدهند.
مدرک کارشناسی ارشد مهندسی جوش، فارغ التحصیلان را برای حرفه های تحقیق، آموزش یا تولید آماده می‌کند.

در واقع مهندسی جوش یک رشته مهندسی پیچیده است که جنبه های علم مواد، طراحی، بازرسی، سیستمهای مکانیکی و الکتریکی، لیزرها و رباتها را شامل می‌شود.

مهندسی جوش در بیش از ۵۰ درصد محصولات تولید شده مشارکت دارد. تقریبا هر بخش از اقتصاد تا حد زیادی به جوش و مواد بستگی دارد. مهندسین جوش از علم و مهارت های ریاضی خود برای حل مشکلات استفاده می کنند و باید خواص داخل جوش را درک کنند تا از ایمن بودن و سلامت ساختار جوشکاری شده اطمینان حاصل شود.
مهندسین جوش دارای تخصص در علم مواد شامل شناخت فولادها، آلیاژهای غیرآهنی و مواد پلیمری هستند و همچنین در تکنولوژی فرایند از جمله روش های جوشکاری قوسی، لیزر، جوشکاری مقاومتی، لحیم کاری سرد و نرم تخصص دارند.

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی مهندسی :


در این بخش به معرفی گرایش خوردگی و حفاظت از مواد می پردازیم.


یک تعریف کلی برای خوردگی، تخریب یک ماده در اثر واکنش با محیط اطراف آن است.
باور عمومی بر این است که فرآیند خوردگی محدود به فلزات می شود اما این پدیده ممکن است در فلزات و هم در غیر فلزات مانند مواد نسوز، کامپوزیت ها و سایر مواد رخ دهد. به عنوان مثال می توان به از بین رفتن رنگها و تخریب لاستیک توسط نور خورشید، تخریب دیواره کوره  فولاد سازی اشاره کرد.

مهندسی خوردگی (corrosion engineering)، علمی کاربردی و فنی برای جلوگیری یا کاهش خسارات ناشی از پدیده ی خوردگی با استفاده از روشهایی مقرون به صرفه و مورد اعتماد است.
پیش زمینه لازم برای مهندس خوردگی آگاهی از اصول خوردگی و روش های مقابله با آن، داشتن علم کافی در زمینه ی خواص شیمیایی، متالورژیکی، فیزیکی و مکانیکی آلیاژها، تسلط بر آزمونهای خوردگی و الکتروشیمیایی است.
همچنین یک مهندس خوردگی باید انواع محیط های خورنده و روش های مقابله با آنها را در جهت کاهش سرعت خوردگی بشناسد.

بر اساس قوانین ترمودینامیک، هیچ عاملی نمی­تواند از این فرآیند طبیعی (تخریب خود به خود ماده) کاملاً جلوگیری کند. ولی با استفاده از روش­ های موجود می­ توان این فرآیند را به تعویق انداخته و یا اینکه نرخ انجام آن را تا حدی کاهش داد که بتوان عملاً ماده مورد نظر را از لحاظ صنعتی مقاوم در برابر خوردگی دانست.

در واقع، 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.

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :


در این بخش به گرایش شکل دادن فلزات می پردازیم.

شکل دهی فلزات یک فرایند فلزکاری برای ساختن قطعات و اشیاء فلزی بوسیله تغییر شکل مکانیکی است. قطعه کار بدون اضافه یا حذف کردن هیچگونه موادی تغییر شکل می یابد و وزن آن بدون تغییر می ماند.
علم شکل دادن فلزات علمی است که در آن اصول و روش های تغییر شکل فلزات شکل پذیر، با اعمال نیرو به آن بررسی می شود.
امروزه در زمینه تکنولوژی شکل دادن فلزات، همانند سایر زمینه ها، با استفاده از جمع آوری تحقیقات علمی و تجربه های عملی به دست آمده در مراکز پژوهشی و همچنین مراکز صنعتی، به ویژه در کشور های صنعتی پیشرفت هایی حاصل شده است که باعث افزایش کیفیت و کمیت محصولات شده است.

به طور کلی شکل دادن فلزات به ۵ روش پایه تقسیم می شود:
شکل دادن تحت شرایط فشار
شکل دادن تحت شرایط کشش
شکل دادن تحت شرایط ترکیبی فشار و کشش
شکل دادن با خمکاری
شکل دادن تحت شرایط برشی

مهندسین موادی که در گرایش شکل دادن فلزات تحصیل کردند قابلیت های زیر را دارا می باشند:

تحلیل و طراحی فرآیندهای شکل دهی فلزات مانند نورد، آهنگری، اکستروژن، شکل دادن ورق و …
تحلیل پارامترهای مختلف تأثیر گذار بر فرآیندهای شکل دهی فلزات
تحلیل رفتار فلزات در مقیاس میکرو و ماکرو در هنگام شکل دهی و کنترل ساختار و بهبود خواص مکانیکی
تحلیل قابلیت شکل‌پذیری و کارپذیری سرد و گرم فلزات و آلیاژها

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :


در این قسمت نگاهی به گرایش سرامیک خواهیم انداخت.

این لغت در زبان یونانی Keramos به معنی سفالینه است. منشا پیدایش 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.

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.

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 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... استفاده می شوند.

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.

چند نمونه از محصولات سرامیکی عبارتند از :
مواد ساختمانی، شیشه ها، ظروف سفالی، ابزار برش، ساینده ها، الکترونیک، کفپوش ها، دیرگداز ها و... .

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :


در این بخش به معرفی گرایش بیو مواد می پردازیم.

بیو مواد، موادهایی ( مصنوعی و طبیعی؛ جامد و بعضی مواقع مایع ) هستند که در وسایل پزشکی یا در ارتباط با سیستم های بیولوژیکی مورد استفاده قرار می گیرند.
بیو مواد به عنوان یک رشته بیش ازتقریباً نیم قرن است که تثبیت شده و رشد کرده است و در آن از ایده هایی مانند داروها، بیولوژیکی، شیمی، علم مواد و مهندسی استفاده کرده اند.

اگرچه بیومواد در درجه اول برای ابزارآلات پزشکی مورد استفاده هستند، اما آن ها همچنین برای کشت سلول ها در آزمایشگاه، آزمایش کردن پروتئین های خون در آزمایشگاه بالینی، پردازش زیست مولکول ها در بیوتکنولوژی، برای ایمپلنت های تنظیم باروری در گاو، در آرایه های ژنی تشخیصی، در آبزی پروری صدف ها و برای « بیوچیپ های» سِل- سیلیکون تحقیقاتی مورد استفاده قرار می گیرند.

بیومواد می توانند فلزات، سرامیک ها، پلیمرها، شیشه ها، کربن ها و مواد کامپوزیتی باشند. مانند موادی که به عنوان بخش های ماشینکاری شده یا قالب شده، پوشش ها، فیبرها، فیلم ها، فوم ها و پارچه ها مورد استفاده هستند.

می توانیم بیو مواد را اینگونه هم تعریف کنیم :
یک سری مواد غیر قابل رشد که در یک دستگاه پزشکی برای تقابل با سیستم های بیولوژیکی مورد نظر، استفاده می شوند.

برخی از کاربردهای بیو مواد عبارتند از :
دریچه قلب، مفصل لگن، مفصل انگشت، لنز داخل چشم، قلب مصنوعی و... .

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :



در این بخش به معرفی گرایش ریخته گری می پردازیم.

ریخته گری فرایندی است که در آن به منظور تبدیل فلز به شکل دلخواه ( شمش یا قطعه )، فلز را بصورت مذاب به درون قالبی با حفره­ای به شکل مورد نظر ریخته شده و پس از انجماد قطعه که به آن ریختگی گفته می­شود، خارج می­ گردد.

می ­توان گفت ریخته ­گری قدیمی­ترین روش شکل دادن به فلزات است که از دست کم حدود پنج هزار سال پیش مورد استفاده قرار می ­گرفته است.

اگر فرایند جوشکاری را که یکی از روش­های اصلی ساخت قطعات و تجهیزات به شمار می­رود، مهندسی فرایند ذوب و انجماد فلز/آلیاژ در راستای یک خط در نظر بگیریم، ریخته­ گری را می­توان  مهندسی فرایند ذوب و انجماد فلز/آلیاژ در سه بعد تعریف کرد.
افزوده شدن این بعد سوم باعث بروز پیچیدگی­ ها و مسائل کاملا جدیدی می­ شود که در حوزه­ بحث رشته­ ریخته­ گری می­ گنجند.

رشته ریخته گری در ایران غیر از تحصیل دانشگاهی از طریق هنرستان فنی حرفه ای  و  همچنین دوره های میان مدت سازمان فنی حرفه ای امکانپذیر است که دارندگان دیپلم ریخته گری می توانند در مقاطع کاردانی و سپس کارشناسی ناپیوسته ادامه تحصیل دهند.
فارغ التحصیلان رشته ریاضی فیزیک در مقطع دبیرستان برای تحصیل در رشته ریخته گری بایستی در مقطع کارشناسی رشته مهندسی مواد را بگذرانند، تنها در مقطع کارشناسی ارشد امکان انتخاب گرایش ریخته گری وجود دارد.
گرایش ریخته گری در مقطع کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مواد ارائه می شود. امروزه ظرفیت جذب گرایش ریخته گری در دانشگاه های ایران بسیار محدود است و سالانه تعداد معدودی دانشجو گرایش ریخته گری در مقطع کارشناسی ارشد فارغ التحصیل می شوند که البته این تعداد محدود منجر به بهبود تعداد فرصت های شغلی برای هر فارغ التحصیل می گردد.

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :


در این بخش نگاهی به گرایش متالورژی استخراجی خواهیم انداخت.

فلزات از کانه‌های مربوط استخراج می‌شوند. بنابراین باید ابتدا کانه مربوط به هر فلز را شناسایی و از معادن استخراج کرد و پس از آن با انجام یک سری فعالیتهای شیمیایی و فیزیکی فلز مورد نظر را به حالت عنصری از سنگ معدن یا کانه آن بدست آورد.


علم متالوژي در برگيرنده هر كاري است كه روي فلزات و سنگ معدن‌هاي آنها انجام مي‌شود و متالورژی استخراجی با تهيه فلزات از سنگ معدن اولين گام را در این مسیر برمی دارد.

یک مهندس مواد در این گرایش باید با انجام یكسری فرآیندها مانند خردكردن سنگ معدن با دستگاههای موسوم به سنگ‌شكن، تغلیظ سنگ معدن با استفاده از روشهای مغناطیسی و شناور سازی و عملیات ذوب و پالایش، عیار سنگ را بالا برده و سنگ را به صورت شمش كه تقریبا خالص است تحویل صنعت دهد.

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.
این فرایندها را می توان به سه دسته کلی تقسیم نمود: هیدرومتالورژی، پیرومتالورژی، و الکترومتالورژی .

در ادامه به توضیح این سه دسته مهم خواهیم پرداخت.

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :



در این قسمت گرایش نانو مواد را مورد بررسی قرار داده ایم.

نانوفناوری یکی از سریع ترین فناوری های علمی پیشرفته امروز است.
نانو فناوری علم، مهندسی و فناوری پردازش در مقیاس نانومتر و تولید اجزای مختلف توسط کنترل اندازه و شکل است.
یک نانومتر یک میلیاردم یک متر است. به طور کلی هنگامی که اندازه کمتر از ۱۰۰ نانومتر است، تکنیک های تولید در این ابعاد می‌تواند به عنوان نانومقیاس محسوب شود.
در نانوفناوری، دو روش برای تولید نانو مواد وجود دارد که شامل روش های “بالا به پایین” و “پایین به بالا” است.
در روش اول، اجزای بسیار کوچک با استفاده از قطعات بزرگتر مواد تولید می شوند.
در روش پایین به بالا، نانو مواد توسط پردازش مولکول به مولکول یا اتم به اتم تولید می شوند.

یکی از ویژگی های مهم که باعث تفاوت نانوذرات از مواد دیگر می شود، این واقعیت است که نانو مواد دارای سطح وسیع هستند.
به علت سطح بسیار بالای آن ها، نانوذرات نسبت به ذرات بزرگتر بسیار واکنش‌پذیر هستند. این ویژگی برای ساخت مواد با ویژگی های متمایز برای کاربردهای مختلف استفاده می شود.

یک کاربرد نانوفناوری، نانولوله های کربنی است که دارای استحکام بسیار بالایی هستند. استحکام قابل توجه آن ها به علت مساحت سطح بالاتر مواد اولیه آن است.

نانوفناوری بر این شناخت مبتنی است که ذرات با اندازه کمتر از ۱۰۰ نانومتر در ایجاد نانوساختارها شرکت کرده و بدین ترتیب ویژگی ها و رفتار جدیدی به وجود می‌آید.
دلیل چنین رخدادی، کوچک بودن اندازه ذرات از ابعاد ویژه‌ی مرتبط با پدیده های خاص است که غالبا موجب پیدایش خواص شیمیایی و فیزیکی جدید و رفتار نو در ماده، به تبع اندازه ذرات می‌شود.
برای مثال ملاحظه شده است که ساختار الکترونی، رسانایی، واکنش پذیری، دمای ذوب و خواص مکانیکی به هنگام کوچکتر شدن اندازه ذرات از یک مقدار بحرانی، تغییر می کنند. وابستگی رفتار به ابعاد ذره، مهندسی روی خواص آن را امکان پذیر خواهد ساخت.

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :


از آنجاییکه نانومواد گرایشی است که در تمام زمینه ها وارد شده و باعث پیشرفت های شگرفی در آنها شده است، توضیحات کامل تری را خدمتتان عرض می نمایم.

در حالی که کلمه نانو فناوری نسبتا جدید است اما وجود مجموعه های فعال و ساختارهایی با ابعاد نانومتر تازگی ندارد و در حقیقت چنین ساختارهایی به اندازه طول عمر حیات در روی زمین وجود داشته اند. روشن نیست در چه زمانی انسان ها برای اولین بار به مزایای موادی در ابعاد نانو آگاهی یافته اند اما به عنوان مثال می دانیم که چهارصد سال پس از میلاد مسیح، شیشه سازان رومی، شیشه های حاوی فلزات در اندازه های نانو را تهیه کرده اند.

بررسی‌های مرکز جهانی ارزیابی فناوری به این نتیجه رسید که این فناوری از توانایی بالقوه عظیم در سهیم بودن در پیشرفت های مهم در گستره وسیع و متنوعی از زمینه های فناوری، از تولید مواد سبک با استحکام بیشتر گرفته تا کاهش زمان رهایش داروهای نانوساختاری در سیستم گردش خون بدن، افزایش ذخیره نوارهای مغناطیسی و فراهم ساختن کلیدهای با سرعت بالا برای رایانه ها برخوردار است.

زمینه تحقیقاتی نانوفناوری یک زمینه بین رشته‌ای بوده و انواع گسترده‌ای از موضوعات، از شیمی کاتالیز نانوذرات گرفته تا فیزیک لیزر نقطه کوانتومی را در برمی گیرد. انگیزه مهمی که موجب پیشرفت این چنین سریع نانوفناوری گردید ابداع دستگاه‌هایی نظیر میکروسکوپ تونل زنی روبشی بوده است که تجسم فکری سطوح مواد در مقیاس نانومتر را امکان پذیر می سازد.

نانوفناوری با مهندسی مواد ارتباط داشته و باعث به وجود آمدن زمینه های تحقیقاتی جدیدی در این رشته شده است.
ساختار مواد در ابعاد میکرومتر و نانومتر، در مهندسی مواد مطالعه می شوند. اصولا در مهندسی مواد ما به دنبال طراحی و ساخت موادی جدید دارای خواص مورد نظر یا بهبود یافته نسبت به قبل و در راستای کاربردها و یا تکنولوژی های تازه تر که در نهایت منجر به مشخصه های ساختاری تازه ای از ماده می‌شود، هستیم.
روش های تولید ساختارها و مواد در صنایع مختلف مانند صنایع سرامیک، رنگ، فولاد و غیره در گرایش نانو مواد مورد بررسی قرار می گیرند.
با به کار گرفتن نانو فناوری می توان باعث بهبود این روش ها شد و روش هایی با کارایی بیشتر و مواد و ساختارهای جدید با خواص بهتر طراحی و تولید کرد.