Gwyddoniaeth ddeunydd a thechnoleg deunyddiau. Technoleg deunyddiau strwythurol

Yr arbenigedd "Gwyddoniaeth Deunyddiau a Thechnoleg Deunyddiau" yw un o'r disgyblaethau pwysicaf ar gyfer bron pob myfyriwr sy'n astudio peirianneg. Ni ellir dychmygu a gweithredu datblygiadau newydd a allai gystadlu yn y farchnad ryngwladol heb wybodaeth drylwyr o'r pwnc hwn.

Cynhelir astudiaeth o'r amrywiaeth o wahanol ddeunyddiau crai a'u heiddo gan gwrs mewn gwyddoniaeth deunyddiau. Mae gwahanol nodweddion y deunyddiau a ddefnyddir yn rhagfeddiannu ystod eu cais mewn peirianneg. Mae strwythur mewnol metel neu aloi cyfansawdd yn effeithio'n uniongyrchol ar ansawdd y cynnyrch.

Eiddo Sylfaenol

Mae gwyddoniaeth a thechnoleg deunyddiau deunyddiau strwythurol yn nodi pedwar nodwedd bwysicaf unrhyw fetel neu aloi. Yn gyntaf oll, mae'r rhain yn nodweddion ffisegol a mecanyddol sy'n caniatáu rhagweld rhinweddau gweithredol a thechnolegol cynnyrch yn y dyfodol. Mae'r prif eiddo mecanyddol yma yn gryfder - mae'n effeithio'n uniongyrchol ar anwastadedd cynhyrchion gorffenedig o dan ddylanwad llwythi gwaith. Mae athrawiaeth dinistrio a chryfder yn un o elfennau pwysicaf y cwrs sylfaenol "Gwyddoniaeth Deunyddiau a Thechnoleg Deunyddiau". Y wyddoniaeth hon yw'r sail ddamcaniaethol i chwilio am yr aloau a'r cydrannau strwythurol angenrheidiol a fwriedir ar gyfer cynhyrchu rhannau gyda'r nodweddion cryfder angenrheidiol. Mae nodweddion technolegol a gweithredol yn ei gwneud hi'n bosibl rhagfynegi ymddygiad y cynnyrch gorffenedig o dan lwythi gweithio a llwythi eithafol, i gyfrifo'r terfynau cryfder, ac i amcangyfrif hirhoedledd y mecanwaith cyfan.

Deunyddiau Sylfaenol

Yn ystod y canrifoedd diwethaf, y prif ddeunydd ar gyfer creu peiriannau a mecanweithiau yw metel. Felly, mae'r ddisgyblaeth "Gwyddoniaeth Deunyddiau" yn rhoi sylw gwych i wyddoniaeth metel - gwyddoniaeth metelau a'u aloion. Gwnaeth gwyddonwyr Sofietaidd gyfraniad mawr i'w ddatblygiad: Anosov PP, Kurnakov NS, Chernov DK ac eraill.

Amcanion Gwyddoniaeth Deunydd

Mae hanfodion gwyddoniaeth deunyddiau yn orfodol i'w hastudio gan beirianwyr yn y dyfodol. Wedi'r cyfan, prif bwrpas ymgorffori'r ddisgyblaeth hon i'r cwrs hyfforddi yw addysgu myfyrwyr arbenigeddau technegol i wneud y dewis cywir o ddeunydd ar gyfer y cynhyrchion a gynlluniwyd er mwyn ymestyn cyfnod eu gweithrediad.

Bydd cyflawni'r nod hwn yn helpu peirianwyr yn y dyfodol i ddatrys y problemau canlynol:

• Mae'n iawn gwerthuso nodweddion technegol deunydd, gan ddadansoddi'r amodau ar gyfer cynhyrchu'r cynnyrch a chyfnod ei weithrediad.
• Yn meddu ar syniadau gwyddonol a ffurfiwyd yn dda am y posibiliadau go iawn o wella unrhyw eiddo metel neu aloi trwy newid ei strwythur.
• Byddwch yn ymwybodol o bob ffordd o galedu deunyddiau a all sicrhau gwydnwch a pherfformiad offer a chynhyrchion.
• Cael gwybodaeth gyfoes am y prif grwpiau o ddeunyddiau a ddefnyddir, priodweddau'r grwpiau hyn a maes y cais.

Gwybodaeth ofynnol

Mae'r cwrs "Gwyddoniaeth Deunyddiau a Thechnoleg o Deunyddiau Strwythurol" wedi'i fwriadu ar gyfer y myfyrwyr hynny sydd eisoes yn deall ac yn gallu egluro arwyddocâd nodweddion o'r fath fel straen, llwyth, plastig a dadffurfiad elastig, cyflwr cyfan y mater, strwythur atom-grisial o fetelau, mathau o fondiau cemegol, eiddo ffisegol sylfaenol Metelau. Yn y broses o astudio, mae myfyrwyr yn derbyn hyfforddiant sylfaenol, sy'n ddefnyddiol iddynt goncro disgyblaethau proffil. Mae'r cyrsiau hyn yn ystyried gwahanol brosesau a thechnolegau cynhyrchu, lle mae gwyddoniaeth a thechnoleg deunyddiau deunydd yn chwarae rhan sylweddol.

Pwy i weithio gyda nhw?

Bydd gwybodaeth am nodweddion dylunio a nodweddion technegol metelau ac aloion yn ddefnyddiol i dechnolegydd, peiriannydd neu ddylunydd sy'n gweithio ym maes peiriannau a mecanweithiau modern. Gall arbenigwyr ym maes technoleg deunyddiau newydd ddod o hyd i'w man gwaith yn y caeau adeiladu peiriannau, modurol, hedfan, ynni a gofod. Yn ddiweddar, bu prinder arbenigwyr gyda diploma mewn "gwyddoniaeth deunyddiau a thechnoleg deunyddiau" yn y diwydiant amddiffyn ac wrth ddatblygu offer cyfathrebiadau.

Datblygu Gwyddoniaeth Deunyddiau

Fel disgyblaeth ar wahân, mae gwyddoniaeth deunyddiau yn enghraifft o wyddoniaeth gymhwysol nodweddiadol sy'n esbonio cyfansoddiad, strwythur ac eiddo amrywiol fetelau a'u aloion dan wahanol amodau.

Y gallu i dynnu metel a chynhyrchu gwahanol aloi'r person a gaffaelwyd hyd yn oed yn ystod dadelfwyso'r system gymunedol gyntefig. Ond fel gwyddoniaeth ar wahân, dechreuodd astudio gwyddoniaeth deunyddiau a thechnoleg deunyddiau ychydig dros 200 mlynedd yn ôl. Cyfnod y 18fed ganrif yw cyfnod darganfyddiadau y gwyddonydd gwyddonydd-gwyddoniaduron Réaumur, a oedd yn gyntaf yn ceisio astudio strwythur mewnol metelau. Cynhaliwyd astudiaethau tebyg gan y gwneuthurwr Saesneg, Grignon, a ysgrifennodd adroddiad byr ar strwythur y columnol a ddarganfuodd yn 1775, a ffurfiwyd pan fydd yr haearn yn cadarnhau.

Yn yr Ymerodraeth Rwsia, roedd y gweithiau gwyddonol cyntaf ym maes meteleg yn perthyn i MV Lomonosov, a oedd yn ei arweinyddiaeth yn ceisio esbonio'n fyr natur y gwahanol brosesau metelegol.

Gwneuthuriad metel arloesol wych a wnaed yn gynnar yn y 19eg ganrif, pan ddatblygwyd dulliau newydd o ymchwilio i wahanol ddeunyddiau. Yn 1831, dangosodd gwaith PP Anosov y posibilrwydd o ymchwilio i fetelau o dan microsgop. Wedi hynny, mae nifer o wyddonwyr o nifer o wledydd wedi profi gweddnewidfeydd strwythurol mewn metelau gyda'u hoeri parhaus.

Ganrif yn ddiweddarach, daeth cyfnod microsgopau optegol i ben. Ni all technoleg deunyddiau strwythurol ddarganfod newydd, gan ddefnyddio dulliau hen. Disodlwyd yr opteg gan offer electronig. Dechreuodd gwyddoniaeth metel gyrchfannau at ddulliau arsylwi electronig, yn arbennig, gwahanu niwtronau a gwahanu electronau. Gyda chymorth y technolegau newydd hyn, mae'n bosib cynyddu'r rhannau o fetelau a aloion hyd at 1000 o weithiau, sy'n golygu bod llawer mwy o dir ar gyfer casgliadau gwyddonol.

Gwybodaeth ddamcaniaethol ar strwythur deunyddiau

Yn y broses o astudio'r ddisgyblaeth, mae myfyrwyr yn derbyn gwybodaeth theori am strwythur mewnol metelau ac aloion. Ar ddiwedd y cwrs, dylai'r myfyrwyr gael y sgiliau a'r arferion canlynol:

• Ar strwythur crisialol fewnol metelau ;
• Amdanom anisotropi ac isotropi. Beth sy'n pennu'r eiddo hyn, a sut y gellir dylanwadu arnynt;
• Ar wahanol ddiffygion yn strwythur metelau ac aloion;
• Ar y dulliau o astudio strwythur mewnol y deunydd.

Dosbarthiadau ymarferol mewn disgyblaeth gwyddoniaeth deunyddiau

Mae'r Adran Gwyddor Deunydd ar gael ym mhob coleg technegol. Yn ystod y cwrs, mae'r myfyriwr yn astudio'r dulliau a'r technolegau canlynol:

• Hanfodion meteleg yw hanes a dulliau modern o gael aloion o fetelau. Cynhyrchu haearn dur a haearn bwrw mewn ffwrneisi chwyth modern. Castio dur a haearn bwrw, dulliau o wella ansawdd cynhyrchion cynhyrchu metelegol. Dosbarthiad a marcio dur, ei nodweddion technegol a chorfforol. Toddi metelau anfferrus a'u hawsau, cynhyrchu alwminiwm, copr, titaniwm a metelau anfferrus eraill. Cymhwysol â'r offer hwn.

• Mae Hanfodion deunyddiau gwyddoniaeth yn cynnwys astudio ffowndri , ei gyflwr presennol , cynlluniau technolegol cyffredinol ar gyfer cael castiau.
• Theori dadffurfiad plastig, beth yw'r gwahaniaeth rhwng dadffurfiad oer a phwys, yr hyn sy'n caledu oer, hanfod stampio poeth, dulliau o stampio oer, ystod y defnydd o ddeunyddiau stampio.
• Creu: hanfod y broses hon a'r gweithrediadau sylfaenol. Beth yw cynhyrchu melin rolio a lle mae'n cael ei gymhwyso, pa gyfarpar sydd ei angen ar gyfer rholio a thynnu. Sut i gael y cynhyrchion gorffenedig ar gyfer y technolegau hyn, a lle mae'n cael ei ddefnyddio.
• Cynhyrchu Weldio, ei nodweddion cyffredinol a rhagolygon datblygu, dosbarthu dulliau weldio ar gyfer gwahanol ddeunyddiau. Prosesau ffisegemegol o wewnau weldio.
• Deunyddiau cyfansawdd. Plastigau. Dulliau o gael, nodweddion cyffredinol. Dulliau o weithio gyda deunyddiau cyfansawdd. Rhagolygon cais.

Datblygiad modern gwyddoniaeth deunyddiau

Yn ddiweddar, mae gwyddoniaeth deunyddiau wedi cael ysgogiad pwerus ar gyfer datblygu. Mae'r angen am ddeunyddiau newydd a wneir gan wyddonwyr yn meddwl am gael metelau pur ac uwch-ddeunydd, mae gwaith ar y gweill i greu gwahanol ddeunyddiau crai yn ôl y nodweddion a gyfrifwyd yn wreiddiol. Mae technoleg fodern deunyddiau strwythurol yn awgrymu defnyddio sylweddau newydd yn lle metel safonol. Rhoddir mwy o sylw i'r defnydd o blastigion, cerameg, deunyddiau cyfansawdd, sydd â pharamedrau cryf sy'n gydnaws â chynhyrchion metel, ond mae diffyg eu hanfanteision.