Материаловед

Кем работать?

Основная специальность – материаловед, но есть и смежные вакансии, которые может занять выпускник профильного ВУЗа. Это:

• инженер по наноэлектронике;
• исследователь;
• композитчик;
• машиностроитель;
• металловед;
• конструктор новых сплавов.

Ежегодно перечень предложений расширяется, появляются новые перспективные профессии, которые эксперты рынка труда называют профессиями будущего.

Материаловед

Основная обязанность материаловеда – изучение структуры и свойств материалов и дальнейшее создание прочных, легких, экологически чистых модификаций на их основе.

В последнее десятилетие приоритетом является создание новых товарных упаковок, которые могут перерабатываться или быстро и без последствий разлагаются.

Второе не менее важное направление – поиск решений, которые существенно сократят образование бытовых отходов. Материаловеды также тщательно изучают возможности использования материалов в новых сферах и для реализации новых целей

Наноэлектроник

Специалист по наноэлектронике сосредоточен на создании микроэлектроники, нанотехники, микросхем из инновационного сырья, другими разработками в этом направлении.

Исследователь

Из названия понятно, что инженер-исследователь генерирует идеи, воплощает их в новое сырье, продукцию, изучает ее свойства и участвует в исследованиях.

Для такой работы необходим технический склад ума, усидчивость, хорошее знание математики и математического моделирования, умение составлять нормативно-техническую документацию.

Композитчик

Еще одна профессия, появление которой эксперты рынка труда прогнозируют в 2020 году. Композитчик будет заниматься преимущественно композитными материалами, подбирать наиболее оптимальные образцы для изготовления деталей, узлов, запчастей и других изделий.

Выбор базового материала во многом определяет способ производства. Акцент – на изготовление продукции методом 3D-печати.

Машиностроитель

У специалиста по материалам в сфере машиностроения узкая специализация – он сосредоточен на подборе и усовершенствовании материалов для изготовления деталей, кузова автомобилей, средств автоматики.

В его обязанности входит проведение расчетов, проектирование (если речь идет о выпуске новых станков и механизмов), осуществлении авторского надзора на всех стадиях реализации проекта.

Металловед

Основная задача инженера-металловеда – проектирование, создание, тестирование, доработка и модернизация сплавов металлов, дальнейшее внедрение их в производство.

Способы изготовления продукции из новых сплавов с учетом их структуры и других особенностей также подбирают металловеды.

Инженеры-металловеды работают в крупных металлургических концернах, а также в профильных НИИ.

Конструктор новых сплавов

В настоящее время известно порядка 100 элементов, образующих сплавы. Конструктор занимается изучением свойств каждого элемента и моделирует новые сплавы, прогнозируя их прочность, упругость, термические характеристики.

Возможных сочетаний и комбинаций могут быть сотни тысяч. Конструирование новых многокомпонентных сплавов позволяет получить материал с конкретными свойствами, наиболее полно соответствующими эксплуатационным параметрам готового изделия.

Использование правила фаз

Применение правила фаз не требует конкретизации перечня компонентов системы — достаточно знать их общее число.

Правило фаз особенно полезно при исследовании гетерогенных систем, в частности в металловедении, металлургии, петрографии, химической технологии, поскольку является теоретической основой для анализа диаграмм состояния любой степени сложности. Правило фаз позволяет сразу же определить метрику такой диаграммы, поскольку минимально возможная вариантность системы равна нулю, а минимальное число фаз — одна. Так, для характеристики состояния однокомпонентной системы (две степени свободы) необходимы две переменные (P{\displaystyle P} и T{\displaystyle T}), т. е. диаграмма состояния однокомпонентной системы плоская. Диаграмма состояния двухкомпонентной системы характеризуется тремя параметрами (P{\displaystyle P}, T{\displaystyle T} и одна из концентраций). Такая диаграмма — объёмная, для построения её проекции на плоскости необходимо зафиксировать одну из переменных. Соответственно получаем три типа диаграмм двухкомпонентных систем на плоскости: изотерму, изобару и изопикну (изодолю). Полная диаграмма состояния трёхкомпонентной системы требует для своего описания уже четырёхмерного пространства. Объёмную диаграмму, в основании которой обычно лежит треугольник Гиббса — Розебома, строят чаще всего при P=const{\displaystyle P=\operatorname {const} } или T=const.{\displaystyle T=\operatorname {const} .}

Перспективы

Наномедицина нуждается в современных высокотехнологичных веществах и компонентах для выращивания органов, суставов, костей, чтобы в дальнейшем можно было отказаться от трансплантации.

Авиационная промышленность – в легких и прочных сплавах, которые существенно улучшат аэродинамику и другие технические характеристики самолетов и других летательных аппаратов.

В строительной отрасли уже печатаются здания и сооружения из бетона на 3D-принтерах. Конструкционный бум переживает не только строительная отрасль. Инновационные технологии материаловедения позволили создать:

• экотопливо для транспортных средств;
• биоразлагаемые упаковочные материалы;
• современные композиты и полимеры для стоматологической отрасли;
• специальные материалы для космических кораблей – те, что еще 20-30 лет назад считались фантастикой;
• передовые системы для цифровой и компьютерной техники, повышающие ее функциональность.

Инженеры-материаловеды востребованы во многих отраслях, наибольший спрос на квалифицированные кадры отмечается в автомобилестроении, легкой промышленности, оборонном комплексе, энергетике, нефтедобыче, космонавтике.

Люди этой профессии досконально знают свойства, структуру и другие характеристики существующего сырья, модернизируют и находят дополнительные применения для него.

Задача инженера-материаловеда – создание экологически чистой продукции, в которой нуждается рынок. Так что без работы выпускники факультетов материаловедения и технологии не останутся.

Литература

• Алмалиев А. Н., Копытин И. В., Корнев А. С., Чуракова Т. А. Термодинамика и статистическая физика: Статистика идеального газа. — Воронеж: Ворон. гос. ун-т, 2004. — 79 с.
• Большая Советская Энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М.: Советская Энциклопедия, 1977. — Т. 27: Ульяновск — Франкфорт. — 622 с.
• Булидорова Г. В., Галяметдинов Ю. Г., Ярошевская Х. М., Барабанов В. П. Физическая химия. — Казань: Изд-во Казан. нац. исслед. технол. ун-та, 2012. — 396 с. — ISBN 978-5-7882-1367-5.
• Воронин Г. Ф. Основы термодинамики. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1987. — 192 с.
• Гиббс Дж. В. Термодинамические работы / Пер. с англ. под ред. проф. В. К. Семенченко. — М. — Л.: Гостехтеориздат, 1950. — 492 с. — (Классики естествознания).
• Гиббс Дж. В. Термодинамика. Статистическая механика / Отв. ред. Д. Н. Зубарев. — М.: Наука, 1982. — 584 с. — (Классики науки).
• Древинг В. П., Калашников Я. А. Правило фаз с изложением основ термодинамики. — 2-е изд. перераб. и доп. — М.: Изд-во Московского ун-та, 1964. — 456 с.
• Евстратова К. И., Купина Н. А., Малахова Е. Е. Физическая и коллоидная химия. — М.: Высшая школа, 1990. — 488 с. — ISBN 5-06-001018-Х.
• Жуховицкий А. А., Шварцман Л. А. Физическая химия. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Металлургия, 1987. — 688 с.
• Залевски К. Феноменологическая и статистическая термодинамика: Краткий курс лекций / Пер. с польск. под. ред. Л. А. Серафимова. — М.: Мир, 1973. — 168 с.
• Карапетьянц М. Х. Химическая термодинамика. — М.: Либроком, 2013. — 584 с. — ISBN 978-5-397-03700-6.
• Поляченок О. Г., Поляченок Л. Д. Физическая и коллоидная химия. — Могилев: Могилев. гос. ун-т продовольствия, 2008. — 196 с.
• Пригожин И., Дефэй Р. Химическая термодинамика / Пер. с англ. — Новосибирск: Наука, 1966. — 506 с.
• Русанов А. И. Фазовые равновесия и поверхностные явления. — Л.: Химия, 1967. — 388 с.
• Серафимов Л. А., Фролкова А. К., Хахин Л. А. Правило фаз. — М.: МИТХТ, 2008. — 48 с.
• Сторонкин А. В. Термодинамика гетерогенных систем. Части 1 и 2. — М.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1967. — 448 с.
• Химическая энциклопедия / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2: Даффа реакция — Меди сульфат. — 672 с. — ISBN 5-85270-035-5.
• Химическая энциклопедия / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Меди сульфиды — Полимерные красители. — 640 с. — ISBN 5-85270-039-8.
• Химическая энциклопедия / Гл. ред. Н. С. Зефиров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5: Триптофан — Ятрохимия. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.
• Холохонова Л. И., Молдагулова Н. Е. Учение о фазовых равновесиях. — Кемерово: Кемер. технол. ин-т пищ. пром-ти, 2009. — 128 с.

Заключение

Получив специальность «Материаловедение и технологии материалов», у новоиспеченного специалиста не возникнет проблем с трудоустройством. Он может стать инженером на любом крупном заводе или комбинате. Те специалисты, которые имеют определенные познания в области обработки металлов и диплом о высшем образовании, могут рассчитывать на должности технолога-термиста и дефектоскописта.

Достаточное количество промышленных предприятий и организаций тяжелой промышленности нуждаются в металлургах и металлографах. Если изначально овладеть теоретическими знаниями в сфере обработки металлов, в таком случае можно сначала трудоустроиться на должность инженера, продолжить обучение, получив специализацию «инженер по химическому и спектральному анализу» либо «инженер-испытатель покрытий».

Специальность «Материаловедение и технологии материалов» настоящее время стала одной из основных дисциплин для тех студентов, которые занимаются машиностроением.

Студенты изучают ассортимент тех материалов, которые уже используются в тяжелой промышленности, а также прогнозируют создание новых веществ, предназначенных для металлургической отрасли.