Наука о материалах и заготовках | Werkstoff-, Materialwissenschaften

Инженеры этой области исследуют современные материалы и соответствующие заготовки, ведь без них сегодня едва ли можно применять новые технологии.

Обзор специальности

Кожа акулы, биокерамика, теплозащитные щиты, конструкции крыши стадиона или сверхлегкие автомобильные кузова – это все темы, которыми занимаются инженеры материалов и заготовок. При их разработке целью является улучшение функциональности одновременно с уменьшением веса и объема – и все это с ресурсоемким процессом производства. Таким образом, индивидуальные функциональные материалы и конструкционные материалы революционизируют легкую конструкцию, снижают потребление энергии, становятся биосовместимыми, вторично перерабатываемыми и разумно реагируют на измененные условия эксплуатации.

Современные технологии предоставляют в распоряжение бесчисленное количество материалов и заготовок. К классическим материалам относятся: металлы, керамика, стекло и полимеры. Новейшие разработки заготовок приходят из области связывающих материалов, полупроводников, природных материалов (бионика), а также так называемых «умных материалов», которые, к примеру, могут самостоятельно подстраиваться под внешнее воздействие (эффект памяти формы). Также такие современные ключевые технологии, как нанотехника и наноструктуры, связаны с наукой о материалах и технологиями заготовок.

Учебные программы

Учебные программы находятся в таких областях, как:

  • Инженерия строительных материалов (Baustoffingenieurwesen)
  • Материаловедение (Materialwissenschaft)
  • Наука о полимерах (Polymerwissenschaft)
  • Технологии и наука о заготовках (Werkstoffwissenschaft bzw. -technik)

Изучение технологии заготовок (материалов) требует прежде всего интерес к технике, математике и инженерии. Обучение строится на инженерных аспектах разработки, производства, обработки и вторичной переработки металлических и минеральных материалов.

Наука о материалах в большей степени ориентирована на естественные науки. Здесь идет междисциплинарное исследование структурного строения функциональных материалов (металлов, полимеров, стекла/керамики, полупроводников, связывающих веществ, искусственных материалов) и их технических свойств, которые делают возможным производство требуемых материалов с новыми или улучшенными свойствами.

Изучаемые дисциплины

По предметам разница между наукой о материалах и технологии и наукой о заготовках в естествоведческой направленности первого и углубленным изучением инженерии второго. Наука о материалах ориентирована скорее на аналитические методы и постановку основополагающих вопросов, а технологии заготовок – на практику и процессы.

В начале учебы идет широкое базовое образование по математическим, естествоведческим и инженерным наукам. В первую очередь сюда относятся:

  • математика
  • физика
  • химия
  • механика
  • химия материалов
  • кристаллография
  • материаловедение
  • технологии заготовок
  • обработка материалов
  • аналитические методы

В зависимости от выбора программы изучаемые дисциплины могут отличаться.

В течение учебы знания будет расширены, благодаря теоретическим, экспериментальным и технологическим аспектам отдельных материалов и заготовок, их производству и обработке. Для этого предлагаются модули для углубленного изучения, созданные специально для индивидуальных учебных и профессиональных интересов и варьирующиеся между программами науки о материалах и технологиями и наукой о заготовках. Таким образом, в зависимости от программы модули на выбор дают возможность профильного образования.

Профессиональные возможности по окончании учебы

Инженеры по материалам и заготовкам заняты:

  • в промышленных исследованиях и разработке, в изготовлении, контроле качества, техническом производстве
  • на государственной службе (Ассоциации технического надзора, федеральное учреждение по проверке материалов и т. д.)

В зависимости от материалов, возможности трудоустройства находятся во всех промышленных областях. Примерами значимых отраслей являются:

  • транспортная техника, автомобилестроение, железнодорожная, воздушная и космическая техника (уменьшение веса, тормозные системы, турбины)
  • машиностроение (износостойкие, высокопрочные материалы)
  • химическая промышленность (катализаторы, обмен теплом)
  • экологическая техника (вторичная переработка, экономия ресурсов)
  • энерготехника (солнечные батареи, топливные элементы)
  • микроэлектроника (полупроводники, сенсоры)
  • новостная техника (светопроводящие волокна, высокочастотный субстрат)
  • оптическая индустрия (покрытые линзы, волноводы, цифровое хранение изображений)
  • медицинская техника (импланты, зубные протезы)
  • уход за памятниками (реставрация)

Примеры обрабатывающей промышленности:

  • рудная и металлургическая промышленность (металлы, доменные печи, стальные и горячие прокатные заводы)
  • литейная промышленность
  • предприятия по отделке поверхности (к примеру, антикоррозионными материалами)
  • стальная и легкосплавная конструкция
  • производство строительных материалов (теплоизоляция, солнцезащитные стекла)
  • стеклянная и керамическая промышленность
Нашли ошибку?
1. Выделите текст с ошибкой.
2. Нажмите на эту кнопку
или Ctrl + E / Command + E
на клавиатуре