Материалын шинжлэх ухаан, технологи нь механик инженерийн чиглэлээр суралцаж буй бараг бүх оюутнуудын хувьд хамгийн чухал хичээлүүдийн нэг юм. Олон улсын зах зээлд өрсөлдөхүйц шинэ бүтээн байгуулалтуудыг бий болгох нь энэ сэдвийн талаар нарийн мэдлэггүйгээр төсөөлж, хэрэгжүүлэх боломжгүй юм.
Төрөл бүрийн түүхий эд, тэдгээрийн шинж чанарыг судлах нь материал судлалын хичээл юм. Ашигласан материалын янз бүрийн шинж чанарууд нь тэдгээрийг инженерчлэлд ашиглах хүрээг урьдчилан тодорхойлдог. Металл эсвэл нийлмэл хайлшийн дотоод бүтэц нь бүтээгдэхүүний чанарт шууд нөлөөлдөг.
Үндсэн онцлог
Материалын шинжлэх ухаан ба бүтцийн материалын технологи нь аливаа металл, хайлшийн хамгийн чухал дөрвөн шинж чанарыг онцолж өгдөг. Юуны өмнө эдгээр нь ирээдүйн бүтээгдэхүүний үйл ажиллагааны болон технологийн чанарыг урьдчилан таамаглах боломжийг олгодог физик, механик шинж чанарууд юм. Үндсэн механик шинж чанархүч чадал нь энд байна - энэ нь ажлын ачааллын нөлөөн дор бэлэн бүтээгдэхүүний үл эвдрэлд шууд нөлөөлдөг. Устгал ба хүч чадлын тухай сургаал нь "материалын шинжлэх ухаан, технологи" үндсэн хичээлийн хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг юм. Энэхүү шинжлэх ухаан нь хүссэн бат бэх шинж чанартай эд анги үйлдвэрлэхэд тохирох бүтцийн хайлш, эд ангиудыг олох онолын үндэс суурийг бүрдүүлдэг. Технологийн болон ашиглалтын онцлогууд нь ажлын болон хэт ачааллын үед бэлэн бүтээгдэхүүний үйл ажиллагааг урьдчилан таамаглах, хүч чадлын хязгаарыг тооцоолох, бүхэл бүтэн механизмын бат бөх чанарыг үнэлэх боломжийг олгодог.
Үндсэн материал
Сүүлийн зуунд металл нь машин механизм бүтээх гол материал байсаар ирсэн. Тиймээс "материал судлалын" салбар нь металлын шинжлэх ухаан - металл ба тэдгээрийн хайлшийн шинжлэх ухаанд ихээхэн анхаарал хандуулдаг. Үүнийг хөгжүүлэхэд Зөвлөлтийн эрдэмтэд Аносов П. П., Курнаков Н. С., Чернов Д. К. болон бусад хүмүүс асар их хувь нэмэр оруулсан.
Материалын шинжлэх ухааны зорилго
Материал судлалын үндсийг ирээдүйн инженерүүд судлах шаардлагатай. Эцсийн эцэст энэхүү хичээлийг сургалтын хөтөлбөрт тусгаж байгаагийн гол зорилго нь инженерийн чиглэлээр суралцаж буй оюутнуудын ашиглалтын хугацааг уртасгахын тулд инженерийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх материалыг зөв сонгоход сургах явдал юм.
Энэ зорилгодоо хүрэх нь ирээдүйн инженерүүдэд дараах асуудлуудыг шийдвэрлэхэд тусална:
- Үйлдвэрлэлийн нөхцөлд дүн шинжилгээ хийх замаар материалын техникийн шинж чанарыг зөв үнэлэхбүтээгдэхүүн ба түүний ашиглалтын хугацаа.
- Металл болон хайлшийн бүтцийг өөрчлөх замаар аливаа шинж чанарыг сайжруулах бодит боломжуудын талаар шинжлэх ухааны үндэслэлтэй санаатай байх.
- Багаж хэрэгсэл, бүтээгдэхүүний бат бөх чанар, гүйцэтгэлийг баталгаажуулах материалыг хатууруулах бүх аргыг мэдэж аваарай.
- Ашигласан материалын үндсэн бүлгүүд, эдгээр бүлгүүдийн шинж чанар, хамрах хүрээний талаар хамгийн сүүлийн үеийн мэдлэгтэй байх.
Шаардлагатай мэдлэг
"Материал судлал ба бүтцийн материалын технологи" хичээл нь стресс, ачаалал, хуванцар ба уян хатан хэв гажилт, бодисын нэгдлийн төлөв, атомын металлын талст бүтэц, химийн холбооны төрөл, металлын үндсэн физик шинж чанар. Суралцах явцад оюутнууд үндсэн сургалтанд хамрагддаг бөгөөд энэ нь профайлын чиглэлээр суралцахад тустай байх болно. Илүү ахисан түвшний сургалтууд нь материалын шинжлэх ухаан, технологи чухал үүрэг гүйцэтгэдэг янз бүрийн үйлдвэрлэлийн процесс, технологийг хамардаг.
Хэн ажилладаг вэ?
Металл ба хайлшийн дизайны онцлог, техникийн шинж чанарын талаархи мэдлэг нь орчин үеийн машин механизмын үйл ажиллагааны чиглэлээр ажилладаг технологич, инженер, дизайнеруудад ашигтай байх болно. Шинэ материалын технологийн чиглэлээр мэргэшсэн мэргэжилтнүүд инженер, автомашин, нисэх,эрчим хүч, сансрын салбар. Сүүлийн үед батлан хамгаалах аж үйлдвэр, харилцаа холбооны хөгжлийн чиглэлээр материал судлал, технологийн дипломтой мэргэжилтэн дутагдалтай байгаа.
Материал судлалын хөгжил
Материал судлал нь тусдаа салбар болохын хувьд янз бүрийн металл болон тэдгээрийн хайлшийн найрлага, бүтэц, шинж чанарыг өөр өөр нөхцөлд тайлбарладаг ердийн хэрэглээний шинжлэх ухааны жишээ юм.
Металл гаргаж авах, төрөл бүрийн хайлш хийх чадварыг анхдагч хамтын нийгэмлэгийн задралын үед хүн олж авсан. Гэвч тусдаа шинжлэх ухаан болохын хувьд материал судлал, материалын технологи нь 200 гаруй жилийн өмнөөс судалж эхэлсэн. 18-р зууны эхэн үе бол металлын дотоод бүтцийг судлахыг оролдсон Францын нэвтэрхий толь бичигч Реамурын нээлтийн үе юм. Үүнтэй төстэй судалгааг Английн үйлдвэрлэгч Григнон хийсэн бөгөөд тэрээр 1775 онд төмрийг хатууруулах явцад үүссэн булчирхайлаг бүтцийн талаар богино хэмжээний тайлан бичсэн байна.
Оросын эзэнт гүрэнд металлургийн салбарын анхны шинжлэх ухааны бүтээлүүд нь М. В. Ломоносовынх байсан бөгөөд тэрээр өөрийн гарын авлагадаа металлургийн янз бүрийн үйл явцын мөн чанарыг товч тайлбарлахыг оролдсон.
Металл шинжлэх ухаан 19-р зууны эхээр төрөл бүрийн материалыг судлах шинэ аргуудыг бий болгосноор том үсрэлт хийсэн. 1831 онд П. П. Аносовын бүтээлүүд металыг микроскопоор судлах боломжийг харуулсан. Үүний дараа хэд хэдэн орны хэд хэдэн эрдэмтэд шинжлэх ухааны үндэслэлтэй нотолсонТасралтгүй хөргөлтийн явцад металлын бүтцийн өөрчлөлт.
Зуун жилийн дараа оптик микроскопын эрин үе оршин тогтнохоо больсон. Бүтцийн материалын технологи нь хуучирсан аргуудыг ашиглан шинэ нээлт хийх боломжгүй байв. Оптикийг электроникоор сольсон. Металлын шинжлэх ухаан нь ажиглалтын цахим аргууд, ялангуяа нейтроны дифракц ба электрон дифракцыг ашиглаж эхэлсэн. Эдгээр шинэ технологийн тусламжтайгаар метал болон хайлшийн зүсэлтийг 1000 дахин нэмэгдүүлэх боломжтой бөгөөд энэ нь шинжлэх ухааны дүгнэлт гаргах илүү үндэслэлтэй гэсэн үг.
Материалын бүтцийн тухай онолын мэдээлэл
Тухайн хичээлийг судлах явцад оюутнууд металл, хайлшийн дотоод бүтцийн талаар онолын мэдлэг олж авдаг. Хичээлийн төгсгөлд оюутнууд дараах ур чадвар, чадварыг эзэмшсэн байх ёстой:
- металлын дотоод талст бүтцийн тухай;
- анизотропи ба изотропийн тухай. Эдгээр шинж чанарууд юунаас үүдэлтэй вэ, тэдгээрт хэрхэн нөлөөлж болох вэ;
- металл ба хайлшийн бүтцийн янз бүрийн согогийн тухай;
- материалын дотоод бүтцийг судлах аргын тухай.
Материал судлалын салбар дахь практик судалгаа
Материал судлалын тэнхим бүх техникийн их сургуульд байдаг. Тухайн хичээлийн явцад оюутан дараах арга технологид суралцана:
Металлургийн үндэс - металл хайлш үйлдвэрлэх түүх, орчин үеийн арга. Орчин үеийн тэсэлгээний зууханд ган, төмрийн үйлдвэрлэл. Ган, ширэм цутгах, бүтээгдэхүүний чанарыг сайжруулах аргаметаллургийн үйлдвэрлэл. Гангийн ангилал, тэмдэглэгээ, түүний техникийн болон физик шинж чанар. Өнгөт металл ба тэдгээрийн хайлш хайлуулах, хөнгөн цагаан, зэс, титан болон бусад өнгөт металлын үйлдвэрлэл. Ашигласан тоног төхөөрөмж
- Материал судлалын үндэс нь цутгах үйлдвэрийн үйлдвэрлэл, түүний өнөөгийн байдал, цутгамал үйлдвэрлэх технологийн ерөнхий схемүүдийг судлах явдал юм.
- Хуванцар хэв гажилтын онол, хүйтэн ба халуун хэв гажилтын ялгаа нь юу вэ, ажлын хатуурал гэж юу вэ, халуун даралтын мөн чанар, хүйтэн дарах арга, тамгалах материалын хэрэглээний хүрээ.
- Хуурамчлах: энэ үйл явцын мөн чанар ба үндсэн үйлдлүүд. Өнхрөх бүтээгдэхүүн гэж юу вэ, үүнийг хаана ашигладаг, өнхрөх, зурахад ямар тоног төхөөрөмж шаардлагатай вэ. Эдгээр технологийг ашиглан бэлэн бүтээгдэхүүнийг хэрхэн олж авдаг, хаана ашигладаг вэ.
- Гагнуурын үйлдвэрлэл, түүний ерөнхий шинж чанар, хөгжлийн хэтийн төлөв, төрөл бүрийн материалын гагнуурын аргын ангилал. Гагнуурыг олж авах физик-химийн процесс.
- Нийлмэл материал. Хуванцар. Олж авах арга, ерөнхий шинж чанар. Нийлмэл материалтай ажиллах арга. Хэрэглээний хэтийн төлөв.
Материал судлалын орчин үеийн хөгжил
Сүүлийн үед материалын шинжлэх ухаан хөгжилд хүчтэй түлхэц үзүүлж байна. Шинэ материалын хэрэгцээ нь эрдэмтдийг цэвэр, хэт цэвэр металл авах талаар бодоход хүргэж, бүтээх ажил хийгдэж байнаанх тооцсон шинж чанарын дагуу төрөл бүрийн түүхий эд. Бүтцийн материалын орчин үеийн технологи нь стандарт металлын оронд шинэ бодис ашиглахыг санал болгож байна. Хуванцар, керамик, нийлмэл материалыг ашиглахад илүү их анхаарал хандуулж, металл бүтээгдэхүүнд тохирсон бат бөх үзүүлэлттэй боловч сул талгүй.
