सामग्री विज्ञान और प्रौद्योगिकी मैकेनिकल इंजीनियरिंग का अध्ययन करने वाले लगभग सभी छात्रों के लिए सबसे महत्वपूर्ण विषयों में से एक है। अंतरराष्ट्रीय बाजार में प्रतिस्पर्धा कर सकने वाले नए विकासों का निर्माण इस विषय के गहन ज्ञान के बिना कल्पना और कार्यान्वित करना असंभव है।
विभिन्न कच्चे माल की श्रेणी और उनके गुणों का अध्ययन करना सामग्री विज्ञान का पाठ्यक्रम है। प्रयुक्त सामग्री के विभिन्न गुण इंजीनियरिंग में उनके आवेदन की सीमा को पूर्व निर्धारित करते हैं। धातु या मिश्रित मिश्र धातु की आंतरिक संरचना सीधे उत्पाद की गुणवत्ता को प्रभावित करती है।
बुनियादी सुविधाएं
सामग्री विज्ञान और संरचनात्मक सामग्री प्रौद्योगिकी किसी भी धातु या मिश्र धातु की चार सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं पर प्रकाश डालती है। सबसे पहले, ये भौतिक और यांत्रिक विशेषताएं हैं जो भविष्य के उत्पाद के परिचालन और तकनीकी गुणों की भविष्यवाणी करना संभव बनाती हैं। मुख्य यांत्रिक संपत्तियहाँ ताकत है - यह काम के भार के प्रभाव में तैयार उत्पाद की अविनाशीता को सीधे प्रभावित करता है। विनाश और शक्ति का सिद्धांत बुनियादी पाठ्यक्रम "सामग्री विज्ञान और प्रौद्योगिकी" के सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक है। यह विज्ञान वांछित शक्ति विशेषताओं वाले भागों के निर्माण के लिए सही संरचनात्मक मिश्र धातुओं और घटकों को खोजने के लिए सैद्धांतिक आधार बनाता है। तकनीकी और परिचालन विशेषताएं काम करने और अत्यधिक भार के तहत तैयार उत्पाद के व्यवहार की भविष्यवाणी करना, शक्ति सीमा की गणना करना और पूरे तंत्र के स्थायित्व का मूल्यांकन करना संभव बनाती हैं।
मुख्य सामग्री
पिछली शताब्दियों के दौरान, मशीन और तंत्र बनाने के लिए धातु मुख्य सामग्री रही है। इसलिए, अनुशासन "सामग्री विज्ञान" धातु विज्ञान - धातुओं और उनके मिश्र धातुओं के विज्ञान पर बहुत ध्यान देता है। सोवियत वैज्ञानिकों द्वारा इसके विकास में एक बड़ा योगदान दिया गया था: एनोसोव पी.पी., कुर्नाकोव एन.एस., चेर्नोव डी.के. और अन्य।
सामग्री विज्ञान लक्ष्य
सामग्री विज्ञान की मूल बातें भविष्य के इंजीनियरों द्वारा अध्ययन की जानी आवश्यक हैं। आखिरकार, इस अनुशासन को पाठ्यक्रम में शामिल करने का मुख्य उद्देश्य इंजीनियरिंग छात्रों को उनकी सेवा के जीवन को बढ़ाने के लिए इंजीनियर उत्पादों के लिए सामग्री का सही चुनाव करना सिखाना है।
इस लक्ष्य को प्राप्त करने से भविष्य के इंजीनियरों को निम्नलिखित समस्याओं को हल करने में मदद मिलेगी:
- निर्माण स्थितियों का विश्लेषण करके किसी सामग्री के तकनीकी गुणों का सही आकलन करेंउत्पाद और उसका उपयोगी जीवन।
- किसी धातु या मिश्र धातु की संरचना में परिवर्तन करके उसके किसी भी गुण को सुधारने की वास्तविक संभावनाओं के बारे में अच्छी तरह से वैज्ञानिक विचार रखना।
- उन सामग्रियों को सख्त करने के सभी तरीकों के बारे में जानें जो उपकरणों और उत्पादों के स्थायित्व और प्रदर्शन को सुनिश्चित कर सकते हैं।
- उपयोग की जाने वाली सामग्रियों के मुख्य समूहों, इन समूहों के गुणों और दायरे के बारे में नवीनतम जानकारी प्राप्त करें।
आवश्यक ज्ञान
पाठ्यक्रम "संरचनात्मक सामग्री की सामग्री विज्ञान और प्रौद्योगिकी" उन छात्रों के लिए अभिप्रेत है जो पहले से ही तनाव, भार, प्लास्टिक और लोचदार विरूपण, पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति, परमाणु- जैसी विशेषताओं का अर्थ समझ सकते हैं और समझा सकते हैं। धातुओं की क्रिस्टल संरचना, रासायनिक बंधों के प्रकार, धातुओं के मूल भौतिक गुण। अध्ययन की प्रक्रिया में, छात्र बुनियादी प्रशिक्षण से गुजरते हैं, जो उनके लिए प्रोफ़ाइल विषयों पर विजय प्राप्त करने में उपयोगी होगा। अधिक उन्नत पाठ्यक्रम विभिन्न निर्माण प्रक्रियाओं और प्रौद्योगिकियों को कवर करते हैं, जिसमें सामग्री विज्ञान और प्रौद्योगिकी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
कौन काम करता है?
धातुओं और मिश्र धातुओं की डिजाइन विशेषताओं और तकनीकी विशेषताओं का ज्ञान आधुनिक मशीनों और तंत्रों के संचालन के क्षेत्र में काम करने वाले एक प्रौद्योगिकीविद्, इंजीनियर या डिजाइनर के लिए उपयोगी होगा। नई सामग्री प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में विशेषज्ञ इंजीनियरिंग, मोटर वाहन, विमानन,ऊर्जा और अंतरिक्ष उद्योग। हाल ही में, रक्षा उद्योग और संचार विकास के क्षेत्र में सामग्री विज्ञान और प्रौद्योगिकी में डिप्लोमा वाले विशेषज्ञों की कमी हो गई है।
सामग्री विज्ञान का विकास
एक अलग अनुशासन के रूप में, सामग्री विज्ञान एक विशिष्ट अनुप्रयुक्त विज्ञान का एक उदाहरण है जो विभिन्न परिस्थितियों में विभिन्न धातुओं और उनके मिश्र धातुओं की संरचना, संरचना और गुणों की व्याख्या करता है।
आदिम सांप्रदायिक व्यवस्था के विघटन की अवधि के दौरान एक व्यक्ति द्वारा धातु निकालने और विभिन्न मिश्र धातु बनाने की क्षमता हासिल की गई थी। लेकिन एक अलग विज्ञान के रूप में, सामग्री विज्ञान और सामग्री प्रौद्योगिकी का अध्ययन 200 साल पहले शुरू हुआ था। 18 वीं शताब्दी की शुरुआत फ्रांसीसी विश्वकोश रियोमुर द्वारा खोजों की अवधि है, जो धातुओं की आंतरिक संरचना का अध्ययन करने का प्रयास करने वाले पहले व्यक्ति थे। इसी तरह के अध्ययन अंग्रेजी निर्माता ग्रिग्नॉन द्वारा किए गए थे, जिन्होंने 1775 में उनके द्वारा खोजे गए स्तंभ संरचना पर एक संक्षिप्त रिपोर्ट लिखी थी, जो लोहे के जमने के दौरान बनती है।
रूसी साम्राज्य में, धातु विज्ञान के क्षेत्र में पहला वैज्ञानिक कार्य एमवी लोमोनोसोव का था, जिन्होंने अपने मैनुअल में विभिन्न धातुकर्म प्रक्रियाओं के सार को संक्षेप में समझाने की कोशिश की थी।
धातु विज्ञान ने 19वीं शताब्दी की शुरुआत में एक बड़ी छलांग लगाई, जब विभिन्न सामग्रियों के अध्ययन के लिए नई विधियों का विकास किया गया। 1831 में, पीपी एनोसोव के कार्यों ने माइक्रोस्कोप के तहत धातुओं की जांच करने की संभावना दिखाई। उसके बाद, कई देशों के कई वैज्ञानिकों ने वैज्ञानिक रूप से सिद्ध कियाधातुओं में उनके निरंतर शीतलन के दौरान संरचनात्मक परिवर्तन।
सौ साल बाद, ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के युग का अस्तित्व समाप्त हो गया है। संरचनात्मक सामग्री की तकनीक पुरानी विधियों का उपयोग करके नई खोज नहीं कर सकी। प्रकाशिकी की जगह इलेक्ट्रॉनिक्स ने ले ली है। धातु विज्ञान ने अवलोकन के इलेक्ट्रॉनिक तरीकों का सहारा लेना शुरू कर दिया, विशेष रूप से, न्यूट्रॉन विवर्तन और इलेक्ट्रॉन विवर्तन। इन नई तकनीकों की मदद से धातुओं और मिश्र धातुओं के वर्गों को 1000 गुना तक बढ़ाना संभव है, जिसका अर्थ है कि वैज्ञानिक निष्कर्षों के लिए बहुत अधिक आधार हैं।
सामग्री की संरचना के बारे में सैद्धांतिक जानकारी
विषय का अध्ययन करने की प्रक्रिया में, छात्रों को धातुओं और मिश्र धातुओं की आंतरिक संरचना के बारे में सैद्धांतिक ज्ञान प्राप्त होता है। पाठ्यक्रम के अंत में, छात्रों को निम्नलिखित कौशल और क्षमताएं हासिल करनी चाहिए:
- धातुओं की आंतरिक क्रिस्टल संरचना के बारे में;
- अनिसोट्रॉपी और आइसोट्रॉपी के बारे में। इन गुणों का क्या कारण है, और उन्हें कैसे प्रभावित किया जा सकता है;
- धातुओं और मिश्र धातुओं की संरचना में विभिन्न दोषों के बारे में;
- सामग्री की आंतरिक संरचना के अध्ययन के तरीकों के बारे में।
सामग्री विज्ञान के अनुशासन में व्यावहारिक अध्ययन
सामग्री विज्ञान विभाग हर तकनीकी विश्वविद्यालय में उपलब्ध है। किसी दिए गए पाठ्यक्रम के दौरान, छात्र निम्नलिखित विधियों और तकनीकों का अध्ययन करता है:
धातु विज्ञान के मूल सिद्धांत - धातु मिश्र धातु के उत्पादन का इतिहास और आधुनिक तरीके। आधुनिक ब्लास्ट फर्नेस में स्टील और लोहे का उत्पादन। स्टील और कच्चा लोहा डालना, उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार के तरीकेधातुकर्म उत्पादन। स्टील का वर्गीकरण और अंकन, इसकी तकनीकी और भौतिक विशेषताएं। अलौह धातुओं और उनके मिश्र धातुओं को गलाने, एल्यूमीनियम, तांबा, टाइटेनियम और अन्य अलौह धातुओं का उत्पादन। प्रयुक्त उपकरण।
- सामग्री विज्ञान की मूल बातें में फाउंड्री उत्पादन का अध्ययन, इसकी वर्तमान स्थिति, कास्टिंग के उत्पादन के लिए सामान्य तकनीकी योजनाएं शामिल हैं।
- प्लास्टिक विरूपण का सिद्धांत, ठंड और गर्म विरूपण के बीच अंतर क्या है, काम सख्त क्या है, गर्म मुद्रांकन का सार, ठंड मुद्रांकन विधियों, मुद्रांकन सामग्री के आवेदन की सीमा।
- फोर्जिंग: इस प्रक्रिया का सार और मुख्य संचालन। रोलिंग उत्पाद क्या हैं और इसका उपयोग कहां किया जाता है, रोलिंग और ड्राइंग के लिए कौन से उपकरण की आवश्यकता होती है। इन तकनीकों का उपयोग करके तैयार उत्पाद कैसे प्राप्त किए जाते हैं, और उनका उपयोग कहां किया जाता है।
- वेल्डिंग उत्पादन, इसकी सामान्य विशेषताएं और विकास की संभावनाएं, विभिन्न सामग्रियों के लिए वेल्डिंग विधियों का वर्गीकरण। वेल्ड प्राप्त करने के लिए भौतिक-रासायनिक प्रक्रियाएं।
- समग्र सामग्री। प्लास्टिक। प्राप्त करने के तरीके, सामान्य विशेषताएं। मिश्रित सामग्री के साथ काम करने के तरीके। आवेदन की संभावनाएं।
सामग्री विज्ञान का आधुनिक विकास
हाल ही में, सामग्री विज्ञान को विकास के लिए एक शक्तिशाली प्रोत्साहन मिला है। नई सामग्री की आवश्यकता ने वैज्ञानिकों को शुद्ध और शुद्ध धातु प्राप्त करने के बारे में सोचने पर मजबूर कर दिया, बनाने का काम चल रहा हैप्रारंभ में गणना की गई विशेषताओं के अनुसार विभिन्न कच्चे माल। संरचनात्मक सामग्री की आधुनिक तकनीक मानक धातु वाले के बजाय नए पदार्थों के उपयोग का सुझाव देती है। प्लास्टिक, चीनी मिट्टी की चीज़ें, मिश्रित सामग्री के उपयोग पर अधिक ध्यान दिया जाता है जिसमें ताकत के पैरामीटर होते हैं जो धातु उत्पादों के अनुकूल होते हैं, लेकिन उनके नुकसान से रहित होते हैं।
