Инженерная материаловедение: наука о создании инновационных материалов

Что такое инженерная материаловедение?

Новые материалы — среди величайших достижений человечества, они центральны для роста, процветания, безопасности и качества жизни с начала истории. Именно новые материалы открывают дорогу к новым технологиям — в гражданском, химическом, строительстве, ядерной, авиационной, сельскохозяйственной, механической, биомедицинской, электрической инженерии.

Во всех этих и многих других областях ученые-материаловеды и инженеры находятся на передовой. Материаловедение влияет на нашу жизнь каждый раз, когда мы покупаем или используем новое устройство, машину или конструкцию.

Определение академической области «Материаловедение и инженерия» исходит из понимания, касающегося любого применения материалов: именно свойства материала определяют его ценность. Материал выбирают за прочность, электрические свойства, тепло- или коррозионную стойкость или иные причины — но все они относятся к свойствам.

Опыт показывает: все полезные свойства тесно связаны со структурой на всех уровнях — какие атомы присутствуют, как они связаны, как группы атомов упорядочены. Главное — мы учимся управлять этой структурой и получающимися свойствами через обработку материала.

В конечном счете, материалы должны выполнять свои функции экономно и социально ответственно. Понимание связей свойства — структура — обработка — эксплуатационные качества делает инженера-материаловеда «повелителем инженерной вселенной».

Чем занимается инженер-материаловед?

Инженеры-материаловеды работают с металлами, керамикой и пластиками для создания новых материалов. Они разрабатывают, обрабатывают и тестируют материалы для широкого круга продуктов — от микросхем и крыльев самолетов до гольф-клюшек и биомедицинских устройств.

Они изучают свойства и структуру металлов, керамики, пластиков, композитов, наноматериалов и других веществ, чтобы создавать новые материалы с заданными механическими, электрическими и химическими требованиями. Также помогают выбирать материалы для конкретных изделий и разрабатывать новые способы использования существующих материалов.

Типичные задачи инженера-материаловеда:

• Планирование и оценка новых проектов, консультации с другими инженерами и менеджерами
• Подготовка предложений и бюджетов, анализ затрат на труд, отчетность, управленческие задачи
• Надзор за технологами, техниками, инженерами и учеными
• Проектирование и руководство испытаниями технологических процессов
• Мониторинг работы материалов и оценка их деградации
• Определение причин отказов изделий и разработка способов их устранения
• Оценка технических спецификаций и экономических факторов целей проектирования
• Оценка воздействия обработки материалов на окружающую среду

Инженеры-материаловеды создают и изучают материалы на атомном уровне. Используют компьютеры для моделирования характеристик материалов и их компонентов. Решают задачи в механической, химической, электрической, гражданской, ядерной и аэрокосмической инженерии.

Часто задаваемые вопросы

Чем занимается инженер-материаловед?

Инженеры-материаловеды работают с металлами, керамикой и пластиками для создания новых материалов. Разрабатывают, обрабатывают и тестируют материалы для продуктов — от микросхем и крыльев самолетов до гольф-клюшек и биомедицинских устройств.

Что означает «инженерная материаловедение»?

Изучение характеристик и применения различных материалов — металлов, керамики, пластиков — в науке и технике.

Хорошо ли специализация «Инженерная материаловедение»?

Диплом по материаловедению, технологиям или науке о материалах — хороший путь к работе инженером-материаловедом. Благодаря универсальности трудоустройства, работу можно найти с дипломом по прикладной химии, физике.

Востребованы ли инженеры-материаловеды?

Занятость инженеров-материаловедов прогнозируется ростом на 8% с 2020 по 2030 год — примерно как в среднем по всем профессиям. Ежегодно прогнозируется ~1800 вакансий в среднем за десятилетие.

Может ли инженер-материаловед работать как инженер-строитель?

Альтернативно — специализироваться на конкретном материале или стать менеджером проекта, инженером-строителем или конструктором.

Каковы основные классы инженерных материалов?

Основные классификации: металлы, полимеры, керамика, композиты.

Конкурентна ли сфера материаловедения?

Материаловедение и инженерия — конкурентная сфера для поиска работы. Нужно максимальный опыт и навыки за время учебы. Выбирайте программу с хорошей репутацией и широкой сетью выпускников.

Как стать инженером-материаловедом?

Пошаговое руководство:

• Шаг 1: Получить бакалавриат (4 года)
• Шаг 2: Получить сертификат инженера-стажера (сроки варьируются)
• Шаг 3: Набрать первичный опыт (1–4 года)
• Шаг 4: Получить магистратуру по материаловедению (опционально, 2–4 года)

Сколько времени нужно, чтобы стать инженером-материаловедом?

Для начальных позиций нужен бакалавриат. Программы включают аудиторную и лабораторную работу по инженерным принципам. Некоторые вузы предлагают 5-летние программы к бакалавриату и магистратуре одновременно.

Хороша ли степень по инженерной материаловедению?

Степень по материаловедению, технологиям или науке — хороший путь к работе инженером-материаловедом. Благодаря универсальности трудоустройства, можно найти работу с дипломом по прикладной химии, химической инженерии.

Что такое степень по инженерной материаловедению?

Карьера в инженерной материаловедении включает изучение, разработку и тестирование материалов для широкого круга изделий. Большинство инженеров фокусируются на типе материала: металлы (металлургическая инженерия) или керамика (керамическая инженерия).