مهندسی مواد

مهندسی مواد

اگر به مشاغل مهندسی علاقه دارید، از مباحث شیمی و فیزیک هم لذت می برید و شناخت مواد مختلف و ساختار آنها برای شما جذاب است، شغل مهندسی مواد می تواند مناسب شما باشد.

مهندس مواد دست اندر کار استخراج، عمل آوری، و امتحان موادی است که در تولیدفراورده های گوناگون، از چیپهای کامپیوتری و صفحات تلوزیون گرفته تا فلز بکار رفته در خودروها به کار می روند. مهندس مواد با فلزات، سرامیک ها، مواد پلاستیکی، نیمه هادیها، و ترکیباتی از موادی که به آنها کامپوزیت (مواد مرکب) می‌گویند، برای بوجود آوردن موادی که دارای خصوصیات خاص مکانیکی، الکتریکی و شیمیائی باشند کار می کند. از جمله کارهای مهندس مواد انتخاب مواد برای کاربردهای جدید نیز میباشد.

در مهندسی مواد شناخت ساختار مواد و خواص آن و شناخت ارتباط بین این ساختار و خواص در جهت افزایش زمینه‌های کاربردی و طراحی مواد نو و ترکیبات جدید از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

مهندسی مواد را به این صورت تعریف می کنند :

شناخت خواص، توزیع و نحوه استخراج و کاربرد مواد گوناگون در صنایع به همراه تولید مواد مرکب و الکترو سرامیکها و حفاظت و شکل‌دهی آنها محدوده مهم، وسیع و پر کاربردی از دستاوردهای دانش بشری را شامل می‌گردد که هم اکنون به عنوان دانش مهندسی مواد شناخته می‌شود

برای بیان اهمیت و کارکرد بالای شغل مهندسی مواد داستان زیر را مرور می کنیم:

تصور کنید شما در یک بزرگراه در حال رانندگی با خودروی شخصی خود هستید که ناگهان با یک خودروی دیگر تصادف می کنید. خوشبختانه به دلیل استفاده از کمربند ایمنی و باز شدن کیسه هوا در لحظه تصادف شما آسیبی نمی بینید ولی به خودروی شما آسیب زیادی وارد می شود. در دنیای فعلی در صورت بروز چنین حادثه ای، پرداخت پول و صرف زمان قابل ملاحظه ای برای صافکاری و رنگ ماشین اجتناب ناپذیر است اما طبق پیش بینی های دانشمندان حوزه مواد و متالوژی در چند سال آینده، بعد از وقوع تصادف های رانندگی فقط کافی است شما به بدنه مچاله شده خودروی خود کمی حرارت بدهید تا به حالت اول خود بازگردد!.

در یک تقسیم بندی، مهندس مواد متخصص در فلزات را “مهندس متالوژی” و متخصص در سرامیک را “مهندس سرامیک” گویند. مهندس سرامیک مواد سرامیکی را تولید کرده و روشهای تبدیل آنها را به فراورده های مفید ایجاد میکند. سرامیک به تمامی مواد غیر آلی و غیر فلزی که عموما در روند تبدیل نیاز به حرارتهای بالا دارند گفته می شود. مهندس سرامیک بر روی موادی گوناگون از شیشه آلات گرفته تا قطعات اتومبیل و هواپیما،‌ خطوط ارتباطی فیبر نوری، کف پوش و عایقهای الکتریکی کار می کند.

اما شما به عنوان مهندس مواد در صورتی که در گرایش “متالورژی استخراجی” تحصیل کرده باشید بیشتر تخصص شما در خصوص نحوه استخراج فلزات از سنگ های معدنی تا مرحله رسیدن به فلز خام در کارخانه و همچنین بکارگیری روش هایی جهت جلوگیری از خوردگی فلزات می باشد. دقت داشته باشید که بحث خوردگی فلزات از مهمترین مباحث صنعتی در تمامی کشورهاست و سالانه ضررهای هنگفتی به اقتصاد کشورهای دنیا از این محل وارد می شود و انجام کوچکترین اقدامی در جهت جلوگیری از خوردگی فلزات می تواند رقم های قابل توجهی از ضرر و زیان مالی کشورها را کاهش دهد.

شما به عنوان مهندس مواد در صورتی که در گرایش “متالورژی صنعتی” تحصیل کرده باشید، با توجه به تخصصی که بدست آوردید، ممکن است علاقه داشته باشید در زمینه طراحی و تولید آلیاژهای صنعتی کار نمایید. کلیه قطعات مکانیکی که در صنایع مختلف بکار می‌رود از فلزات و آلیاژهای گوناگونی ساخته شده اند. انواع فولادها و چدن‌های آلیاژی، آلومینیم و آلیاژهای آن، مس، منیزیم، روی و سایر فلزات به‌طور وسیع در ساخت انواع قطعات صنعتی مورد مصرف قرار می‌گیرند. این قطعات در صنایع مختلف به ‌خصوص صنایع خودروسازی، هوافضا، هواپیماسازی، پتروشیمی، صنعت نفت و گاز، ساختمان، سازه‌های فضایی، حمل‌ونقل و صنایع نظامی به‌کار می‌روند. شایان ذکر است “متالورژی صنعتی” علاوه بر کاربردهای متداول که در
 
صنایع گوناگون دارد در جهت طراحی و تولید مواد پیشرفته به‌سرعت در جهان در حال توسعه می‌باشد. مواد مغناطیسی نو با خواص برتر، استفاده از مواد مرکب (کامپوزیت) پایه فلزی‌، ساخت مواد پیشرفته از طریق ترکیبات بین‌فلزی، ‌استفاده از آلیاژهایی که می‌توانند جایگزین اعضای بدن انسان شوند، ایجاد آلیاژهای سبک جهت تولید قطعات حساس، ‌طراحی و تولید آلیاژهایی که در دماهای بالا به‌کار می‌روند،‌ طراحی آلیاژهایی که در شرایط ویژه و سخت کاربرد دارند مثال‌هایی از کاربرد رشته متالورژی صنعتی در تولید مواد پیشرفته می‌باشد.

همچنین در صورتی که شما به عنوان مهندس مواد در گرایش “سرامیک” تحصیل کرده باشید می توانید در صنایع متعدد و متنوعی مشغول به کار شوید و بازار کار شما بسیار گسترده است. همچنین علی رغم تصور عمومی نادرستی که از سرامیک وجود دارد، مهندسان رشته سرامیک با مباحث بسیار متنوعی از جمله شیشه‌ها، اپتیک، فیلترهای بسیار دقیق اپتیکی، مصالح ساختمانی از جمله سیمان، کاشی،‌ چینی بهداشتی، نسوزها و کلاهک‌ها و پوشش‌ بیرونی موشک‌های فضاپیما و قطعات اصلی کامپیوتر‌ها، اجزای درونی قطعات الکترونیک از جمله IC ها، خازن‌ها،‌ مقاومت‌ها،‌ ایمپلانت‌ها و بسیاری از قطعاتی که جایگزین اعضای بدن انسان می‌شود، فروالکتریک‌ها، فری مغناطیس‌ها و فوق‌هادی‌ها و سایر مواد دیگر سر و کار دارند و با توجه به صنعتی که در آن کار می کنند و تجربه قبلی اشان در یکی از این حوزه ها صاحب تخصص و تجربه می باشند.  بطور کلی می توان گفت مهندسی سرامیک‌ هنر و علم‌ ساختن‌ و به‌ کاربردن‌ اشیاء جامدی‌ است‌ که‌ اجزاء تشکیل‌دهنده‌ اصلی‌ و عمده‌ آنها مواد غیرآلی‌ و غیرفلزی‌ است.‌

محل کار شما به عنوان مهندس مواد می تواند در دفاتر کاری، آزمایشگاه های تحقیق و توسعه  و یا محیط کارخانه باشد. گاهی نیز برای ملاقات با تولید کنندگان و مشتریان باید به سفرهای کاری بروید.

در ادامه برای آشنایی بیشتر با شغل مهندسی مواد اطلاعات کاملی در زمینه وظایف مهندس مواد، مهارت و توانمندی های مورد نیاز مهندس مواد، تحصیلات لازم برای ورود به شغل مهندسی مواد، آینده شغلی، بازار کار و فرصت های استخدامی مهندس مواد، درآمد و حقوق مهندس مواد و مشاهیر این حوزه ارائه می شود.

وظایف مهندس مواد

·         به عنوان یک مهندس مواد، شما رفتار مواد را در شرایط مختلف بررسی کرده و به  پیشرفت های تکنولوژی در طیف وسیعی از صنایع کمک می کنید. مثال هایی از کار یک مهندس مواد عبارت است از: تست پلاستیک های تقویت شده فیبر کربنی برای قوی تر کردن آنها، ایجاد تجهیزات ورزشی سبکتر، ایجاد پلیمرهای خاص، تولید سرامیک و مواد مورد استفاده در ایمپلنت های دندانپزشکی و….

·         مهندس مواد معمولا در مکان های خاصی که موادی  اعم از فلزات، پوشش ها و یا مواد شیمیایی وجود دارد، کار می کند. وظایف مهندس مواد شامل موارد زیر می باشد :

·         تعیین چگونگی عملکرد مواد و نحوه فاسد شدن و از بین رفتن آنها

·         تحقیق روی خواص مواد و راه های جدید ترکیب آنها

·         آزمایش مواد تحت شرایط مختلف

·         تحلیل داده های حاصل از آزمایشات با استفاده از نرم افزارهای مدلسازی کامپیوتری

·         ایجاد نمونه های اولیه محصولات جدید

·         کمک در طراحی فرآیند تولید محصولات با استفاده از مواد جدید

·         بررسی دلیل شکست های ساختاری و یا جزئی

·         نظارت بر تکنسین ها

·         مهندس مواد اغلب از روش بی خطر برای بررسی مواد استفاده می کند مانند تست تحمل گرما و خوردگی، هدایت الکتریکی و یا دوام و قدرت.

مهارت و توانمندی های مورد نیاز مهندس مواد

در مهندسی‌ مواد، دو علم‌ شیمی‌ و فیزیک‌ اهمیت‌ ویژه‌ای‌ پیدا می‌کند. چرا که‌ بررسی‌ خواص‌ مواد بدون‌ آشنایی‌ با این‌ دو علم‌ امکان‌پذیر نیست. مهندس مواد علاوه‌ بر فیزیک‌ و شیمی‌ باید بر دانش‌ ریاضی‌ تسلط‌ کافی‌ داشته‌ و قدرت‌ تجزیه‌ و تحلیل‌ خوبی‌ در این زمینه دارا باشد. بنابراین با وجود آن‌ که‌ یک‌ مهندس‌ متالورژی نباید به‌ فکر پشت‌ میزنشینی‌ بوده‌ و باید آمادگی‌ کار در شرایط‌ سخت‌ را داشته‌ باشد، اما بدون‌ شک‌ مهندس‌ این‌ رشته‌ بیش‌ از توان‌ جسمانی‌ خوب‌ نیاز به‌ ذهنی‌ خلاق‌ و کنجکاو دارد.

مهمترین مهارت های مورد نیاز یک مهندس مواد به شرح زیر است:

·         مهارت حل مساله خلاقانه

·         توانایی و استعداد در ریاضی، علوم و فناوری اطلاعات

·         مهارت های ارتباطی و ارائه مطالب در حد خوب

·         آگاهی از فرآیندهای تولید

·         توانایی اولویت بندی و برنامه ریزی موثر

·         توانایی کار تیمی و تصمیم گیری

یکی از مهم ترین مهارت های لازم برای یک مهندس مواد، تسلط داشتن بر نرم افزارهای تخصصی حوزه مهندسی مواد است. اگر به بررسی اجمالی آگهی های استخدامی مهندس مواد بپردازید، متوجه خواهید شد اکثر کارفرماها، شرکت ها و سازمان ها یکی از شرایط جذب مهندس مواد را تسلط بر نرم افزارهای مربوط به حوزه مهندسی مواد قرار داده اند.

بنابراین اگر می‌خواهید در شغل مهندسی مواد موفق باشید، به راحتی و سریعا بتوانید شغل مناسب و پردرآمدی را در حوزه پلیمر پیدا کنید و یا اگر شاغل در این حوزه هستید و می خواهید پله های ترقی را سریعتر طی کنید، مطمئن باشید یادگیری نرم افزارهای تخصصی مهندسی مواد یکی از راه های اصلی و مطمئن برای شماست.

برخی از مهم ترین نرم افزارهای تخصصی و کاربردی مهندسی مواد

·         Solid Cast  (نرم افزاری برای شبیه سازی ریخته گری)

·         Predict Corrosion (نرم افزار پیش بینی خوردگی)

·         MAGMA  (نرم افزار شبیه ساز ریخته گری)

·         Periodic Table  (نرم افزار جدول تناوبی عناصر)

·         Mold Flow  (نرم افزار شبیه سازی تزریق پلاستیک)

·         Flow 3D Cast  ( نرم افزاری برای شبیه سازی  و پیش بینی حرکت مذاب و انجماد در قطعات ریخته گری)

·         Atlas of Phase Diagram  (نرم افزاری شامل ۱۰۶۷ دیاگرام دوتایی فلزی و ۳۰۰ نمودار تعادلی سه تایی)

·         Auto Form ( نرم افزار صنایع شکل دهی به خصوص در شاخه ورق کاری)

·         Image tool  (نرم افزار آنالیز تصاویر متالوگرافی و ریزساختاری)

تحصیلات لازم برای ورود به شغل مهندسی مواد

به طور کلی و پیش فرض فارغ التحصیلان رشته مهندسی مواد در مقطع کارشناسی، کارشناسی ارشد و دکتری می توانند وارد این شغل شوند.

از نگاهی دیگر دانش‌آموزانی که علاقمند به درک عمیق‌تر علل پدیده‌های رفتاری مواد مختلف و یافتن کاربردهای نوین و طراحی مواد جدید متناسب با نیازهای روزافزون بشری می‌باشند و به طور کلی علاوه بر داشتن علایق مهندسی خود را به علوم نیز نزدیک حس می‌کنند، می‌توانند در رشته مهندسی مواد تحصیل کرده و موفق باشند.

همچنین آشنایی‌ با زبان‌ انگلیسی‌ نیز در تمام‌ رشته‌های‌ مهندسی‌ ضروری‌ است‌. اما در مهندسی‌ سرامیک‌ این‌ ضرورت‌ بیشتر احساس‌ می‌شود چرا که‌ این‌ رشته‌ نسبتاً جدید است و در نتیجه‌ کتابهای‌ علمی‌ آن‌ کمتر به‌ زبان‌ فارسی‌ ترجمه‌ شده‌ است‌.

آینده شغلی، بازار کار و فرصت های استخدامی مهندس مواد

شما به عنوان مهندس مواد می توانید فرصت های شغلی خوبی در صنایع تولید فولاد، ذوب‌آهن، صنایع خودروسازی،‌ صنایع هوا- فضا، صنایع نظامی و صنعت نفت و پتروشیمی، کارخانجات تولید قطعات فلزی ( مانند صنایع ریخته‌گری، صنایع متالورژی پودر، صنایع‌ فولادسازی‌، صنایع‌ دفاع‌، هواپیماسازی‌، کشتی‌سازی‌، تراکتورسازی‌، خودروسازی‌ و ساخت‌ قطعات‌ مختلف‌ وسایل‌ خانگی‌ از جمله‌ یخچال‌، کولر، ماشین‌لباسشویی‌، تلویزیون‌ و ضبط صوت)، صنایع ساختمان‌سازی،‌ معادن ‌و صنعت سیمان بیابید. با کسب تجربه بیشتر به رده های بالاتر مانند مدیریت پروژه، متخصص گروه خاصی از مواد، کار در حوزه تحقیقات و مشاوره دست خواهید یافت.

اما در ایران. کشور ایران جزء معدود کشورهای جهان بشمار می رود که دارای معادن متنوع و غنی از فلزات است. با وجود این مزیت نسبی، متأسفانه هنوز ما موفق نشده ایم به جایگاه واقعی خود در تولید فلزات در جهان برسیم. در ایران در حال حاضر فقط فلزاتی نظیر آهن، مس، سرب، روی و آلومینیوم بصورت انبوه تولید می شود. هنوز ما وارد کننده فلزاتی نظیر تیتانیم، منیزیم، کبالت و هستیم.

اما اگر بخواهیم به تفکیک بیان کنیم به این صورت است که فارغ‌التحصیلان‌ متالورژی استخراجی‌ می‌توانند جذب‌ مراکزی‌ شوند که‌ به‌ فرآیند استخراج‌ و تولید مواد اولیه‌ فلزی‌ (آهنی‌ و غیرآهنی‌) از کانی‌های‌ مربوط‌ می‌پردازند . برای مثال می‌توانند در صنایع‌ آهنی‌ و غیرآهنی‌ مانند ذوب‌ آهن‌ اصفهان‌، مجتمع‌ مس‌ سرچشمه‌ و آلومینیم‌ اراک‌ فعالیت‌ کنند.

فارغ‌التحصیلان‌ متالورژی صنعتی‌ نیز می‌توانند در مراکزی که با تولید قطعات فلزی سروکار دارند مانند صنایع ریخته‌گری، صنایع متالورژی پودر، صنایع‌ فولادسازی‌، صنایع‌ دفاع‌، هواپیماسازی‌، کشتی‌سازی‌، تراکتورسازی‌، خودروسازی‌ و ساخت‌ قطعات‌ مختلف‌ وسایل‌ خانگی‌ از جمله‌ یخچال‌، کولر، ماشین‌لباسشویی‌، تلویزیون‌ و ضبط‌ صوت‌ فعالیت‌ نمایند.

در مورد فرصت‌های‌ شغلی‌ مهندس‌ سرامیک‌ نیز باید گفت‌ که‌ امروزه‌ صنایع‌ سرامیک‌ برای‌ رشد اکثر صنایع‌ اهمیت‌ بسیاری‌ دارند. برای‌ مثال‌ صنایع‌ متالورژی و سایر صنایعی‌ که‌ با درجه‌ حرارت‌ بالا سروکار دارند، مصرف‌کننده‌ مواد دیرگداز هستند یا صنایع‌ الکترونیک‌ احتیاج‌ به‌ قطعات‌ مختلف‌ سرامیکی‌ با خواص‌ الکترونیکی‌ و مغناطیسی‌ مطلوب‌ دارند. همچنین‌ صنایع‌ اتومبیل‌سازی‌، صنایع‌ ساختمانی‌، صنایع‌ تولید نیرو، مخابرات‌ و بالاخره‌ هر خانه‌ و خط‌ تولید هر کارخانه‌ای‌ نیاز به‌ فرآورده‌های‌ سرامیکی‌ دارد. در حال‌ حاضر کشور ما کارخانه‌های‌ عمده‌ کاشی‌سازی‌، چینی‌سازی‌، تولیدکننده‌ مواد نسوز، تولیدکننده‌ سرامیک‌های‌ الکتریکی‌، شیشه‌سازی‌، آجرسازی‌ و سیمان‌ دارد‌ که‌ فارغ‌التحصیلان‌ رشته‌ سرامیک‌ می‌توانند در آنها مشغول‌ به‌ کار گشته‌ و به‌ افزایش‌ کارایی‌ و راندمان‌ کارخانه‌ و همچنین‌ بهبود کیفیت‌ محصول‌ آن‌ کمک‌ نمایند.

وضعیت استخدام مهندس مواد در برخی کشورهای جهان

آمریکا –  پیش بینی ها نشان می دهد میزان استخدام مهندسان مواد بین سال های ۲۰۱۰ تا ۲۰۲۰، رشد۹  درصدی خواهد داشت. در حالی که متوسط این رشد برای همه مشاغل ۱۴۴ درصد می باشد.

استرالیا -در سال ۲۰۱۱، میزان استخدام مهندس مواد  ۷.۸ درصد رشد و در ۵ سال گذشته نسبت به متوسط رشد استخدام همه مشاغل (۱۰.۲ درصد)، ۷۵.۷۷ درصد رشد داشته است.

درآمد و حقوق مهندس مواد

مهندسان مواد که در سازمان های دولتی استخدام می شوند، مطابق با قانون مدیریت خدمات کشوری حقوق دریافت می کنند.

مهندسان موادی هم که در بخش خصوصی فعال است، با توجه به میزان مهارت، توانمندی ، تجربه و نوع توافق صورت گرفته با کارفرما، درآمدهای مختلفی دارند. بدیهی است که مهندسان مواد با تجربه تر و آنهایی که دارای تخصص بیشتری می باشند و یا اینکه توانسته اند مهارت های خود را بهتر عرضه کنند و شرکت های مناسبی را برای کار انتخاب کنند، دارای درآمدهای بیشتر می باشند و فارغ التحصیلان تازه کار و یا افراد کم تجربه و یا آنهایی که از تخصص و مهارت قابل توجهی برخوردار نمی باشند دارای حقوق های کمتر می باشند.

در جدیدترین پژوهش صورت گرفته در اواخر سال ۱۳۹۲ توسط تعدادی از متخصصان شغلی کشور، گروه های مختلف شغلی از نظر درآمدی مورد بررسی قرار گرفته اند. بر این اساس متوسط حقوق و درآمد مهندسان مواد در سمت های مختلف شغلی و در رده های مختلف سازمانی (کارشناس، سرپرست و مدیر) استخراج شده است.

برخی از سمت هایی که در این پژوهش در نظر گرفته شده اند شامل مهندس متالورژی، مهندس جوش، بازرس فنی، سرپرست تولید، مدیر کنترل کیفیت، مدیر اجرایی و می باشند که یک مهندس مواد می تواند در هر یک از آنها استخدام شده و فعالیت نماید.

برای مهندس مواد در هر سمت و در هر رده سازمانی حداقل، حداکثر و متوسط درآمد ماهیانه ذکر شده است. به عنوان مثال مهندسان موادی که در سمت مهندس متالورژی در رده کارشناس کار می کنند، در اواخر سال ۱۳۹۲، حداقل درآمد ۷۸۰۰۰۰ تومان، حداکثر درآمد ۲۰۰۰۰۰۰ تومان و متوسط درآمد ماهیانه ۱۲۰۰۰۰۰ تومان را داشته اند.

درآمد مهندس متالوژی در ایران

همچنین از آنجا که تجربه و سابقه کاری یکی از عوامل موثر در تعیین حقوق و درآمد هر فردی از جمله مهندسان مواد می باشد، در بخش دیگری از این پژوهش، درآمد مهندس مواد از نظر سابقه کاری در رده های مختلف سازمانی مورد بررسی قرار گرفته است. همان طور که در تصویر زیر مشخص است در هر رده سازمانی با افزایش سابقه کاری، درآمد و حقوق مهندس مواد نیز افزایش می یابد.

درآمد مهندس مواد در برخی از کشورهای دنیا

آمریکا متوسط درآمد سالانه مهندس مواد ۸۳.۱۲۰ دلار (متوسط درآمد سالانه مهندسان۸۳.۳۴۰ دلار و برای همه مشاغل۳۳.۸۴۰ دلار) در سال۲۰۱۰  و مطابق با آخرین آمارها در سال ۲۰۱۳، ۸۵,۲۰۰۰ دلار بوده است.

استرالیا متوسط درآمد سالانه مهندس مواد ۱۰۷.۴۰۰ دلار (قبل از کسر مالیات) می باشد.

انگلستان متوسط درآمد سالانه مهندس مواد برای افراد تازه کار بین ۳۰.۰۰۰ تا ۳۹.۰۰۰ دلار،  برای افراد با تجربه بین ۴۰.۰۰۰ تا۶۰.۰۰۰  دلار و برای مهندسان ارشد ۶۸.۰۰۰۰ دلار می باشد.

شخصیت های مناسب شغل مهندسی مواد

در یک انتخاب شغل صحیح و درست، عوامل مختلفی از جمله ویژگی های شخصیتی، ارزش ها، علایق، مهارت ها، شرایط خانوادگی، شرایط جامعه و برای هر فرد باید در نظر گرفته شوند. یکی از مهم ترین این عوامل ویژگی های شخصیتی می باشد. شناخت درست شخصیت هر فرد فرآیندی پیچیده و محتاج به تخصص و زمان کافی است. البته هر فردی ویژگی های منحصربه فرد خود را دارد، حتی افرادی که به نوعی تیپ شخصیتی مشابه دارند، باز هم در برخی موارد با یکدیگر متفاوت هستند.

به طور کلی همیشه افراد موفقی از تیپ های شخصیتی مختلف در تمام مشاغل هستند و نمی توان دقیقا اعلام کرد که فقط تیپ های شخصیتی خاصی هستند که در این شغل موفق می شوند. اما طی تحقیقاتی که صورت گرفته تیپ های شخصیتی ای که برای این شغل معرفی می شوند، عموما این کار را بیشتر پسندیده و رضایت شغلی بیشتری در آن داشته اند.


منبع :