Inżynieria materiałowa

Inżynieria materiałowa – interdyscyplinarna dziedzina nauki, działająca w obszarze nauk technicznych i dziedzinie nauk technicznych wymienionych w wykazie będącym załącznikiem do rozporządzenia Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego z dnia 8 sierpnia 2011 r. w sprawie obszarów wiedzy, dziedzin nauki i sztuki oraz dyscyplin naukowych i artystycznych.

Ogólna charakterystyka

Inżynieria materiałowa jest inżynierią zarówno w klasycznym, jak i systemowym ujęciu. Zajmuje się wiedzą związaną z materiałami w oparciu o cztery aspekty:

• strukturę,
• właściwości,
• technologię,
• zastosowanie.

W Polsce inżynieria materiałowa zaistniała w latach 70. XX w. transponowana z USA^[1]. Obecnie coraz częściej spotyka się pogląd, że dyscyplina ta jest tożsama z obszarem wiedzy znanym w krajach anglosaskich jako „Materials Science” (pol. Nauka o materiałach). Wykorzystuje, oprócz wypracowanych przez siebie metod również niektóre metody charakterystyczne dla innych nauk takich jak fizyka, chemia, metalurgia, budowa i eksploatacja maszyn, mechanika itp.

Uczelnie w Polsce prowadzą kierunek studiów „Inżynieria materiałowa” z wieloma specjalnościami (np. materiały konstrukcyjne, materiały metaliczne i ceramiczne, inżynieria materiałów polimerowych, inżynieria biomateriałów, inżynieria korozyjna, inżynieria powierzchni, inżynieria spajania materiałów, inżynieria jakości, nanomateriały, materiały metalowe i tworzywa sztuczne itd.). Kierunek ten jest prowadzony przez wydziały inżynierii materiałowej, również specjalistyczne np. metali nieżelaznych czy ceramiki, a ze względu na interdyscyplinarne powiązania inżynierii materiałowej z innymi naukami, również przez wydziały mechaniczne, wydziały budowy maszyn, inżynierii procesowej, chemiczne i inne^[2].

Metodyka badań

Do podstawowych metod badawczych stosowanych w inżynierii materiałowej należą:

• metody mikroskopowe:
  • mikroskopia świetlna
  • transmisyjna mikroskopia elektronowa
  • skaningowa mikroskopia elektronowa
  • mikroskopia sond skanujących (STM, AFM, MFM) itp.
• metody makroskopowe (fraktografia, odbitka Baumana i inne)
• metody metalograficzne (komplementarnie do mikro i makroskopowych): trawienie selektywne, metalografia ilościowa itp.
• metody spektroskopowe
  • spektroskopia i analiza rentgenowska (EDS, WDS, XPS/ESCA)
  • spektroskopia fluorescencyjna (XRF)
  • spektroskopia elektronów Augera (AES)
• metody dyfrakcyjne
  • dyfrakcja rentgenowska (XRD)
  • dyfrakcja elektronów i elektronów wstecznie rozproszonych (EBSD)
• metody określania właściwości mechanicznych
  • twardość (HV, HB, HRC)
  • statyczna próba rozciągania
  • udarność metodą Charpy’ego lub Izoda
• metody tribologiczne (pin-on-disk, wałek-klocek itp.)
• metody fizyczne
  • termograwimetria (TGA)
  • skaningowa kalorymetria różnicowa (DSC)
  • dylatometria
  • magnetometria
• metody elektrochemiczne (potencjostatyczna, potencjodynamiczna)

Wytwarzanie materiałów

Inżynieria materiałowa zajmuje się również technologiami wytwarzania i obróbki materiałów w nawiązaniu do ich struktury i właściwości materiałów w czasie obróbki i po jej zakończeniu. W obszarze inżynierii materiałowej wyróżnia się szereg specjalności m.in. obróbka cieplna i cieplno-chemiczna, obróbka powierzchniowa (areologia, inżynieria powierzchni) i inne.

Przypisy

1. Burakowski T., Wierzchoń T.: Inżynieria Powierzchni Metali. Warszawa: WNT, 1995. Brak numerów stron w książce
2. Wydział Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej. [dostęp 2012-05-29]. (pol.).

Linki zewnętrzne

• Materiały Inżynierskie – Portal Naukowo-Techniczny