Магистратура по направлению 22.04.01 – «Материаловедение и технологии материалов» Программа – «Перспективные конструкционные материалы и высокоэффективные технологии» (с подготовкой к научно-исследовательской деятельности)

Область профессиональной деятельности магистров  включает:
  • разработку, исследование, модификацию и использование (обработку, эксплуатацию и утилизацию) материалов неорганической и органической природы различного назначения; процессы их формирования, формо- и структурообразования; превращения на стадиях получения, обработки и эксплуатации;
  • процессы получения материалов, заготовок, полуфабрикатов, деталей и изделий, а также управление их качеством для различных областей техники и технологии (машиностроения и приборостроения, авиационной и ракетно-космической техники, атомной энергетики, твердотельной электроники, наноиндустрии, медицинской техники, спортивной и бытовой техники и др.)

 

Объекты профессиональной деятельности выпускника
  • основные типы современных конструкционных и функциональных неорганических (металлических и неметаллических) и органических (полимерных и углеродных) материалов; композитов и гибридных материалов; сверхтвердых материалов; интеллектуальных и наноматериалов, пленок и покрытий;
  • методы и средства испытаний и диагностики, исследования и контроля качества материалов, пленок и покрытий, полуфабрикатов, заготовок, деталей и изделий, все виды исследовательского, контрольного и испытательного оборудования, аналитической аппаратуры, компьютерное программное обеспечение для обработки результатов и анализа полученных данных, моделирования поведения материалов, оценки и прогнозирования их эксплуатационных характеристик;
  • технологические процессы производства, обработки и модификации материалов и покрытий, деталей и изделий; оборудование, технологическая оснастка и приспособления; системы управления технологическими процессами;
  • нормативно-техническая документация и системы сертификации материалов и изделий, технологических процессов их получения и обработки; отчетная документация, записи и протоколы хода и результатов экспериментов, документация по технике безопасности и безопасности жизнедеятельности.
Задачи профессиональной деятельности выпускника
  • сбор и сравнительный анализ данных о существующих типах и марках материалов, их структуре и свойствах, способах разработки новых материалов с заданными технологическими и функциональными свойствами применительно к решению поставленных задач с использованием баз данных и литературных источников;
  • участие в организации и проведении проектов, исследований и разработок новых материалов и композиций, научных и прикладных экспериментов по созданию новых процессов получения и обработки материалов, а также изделий;
  • разработка программ, рабочих планов и методик, организация и проведение  экспериментов, исследований и испытаний материалов, обработка и анализ их результатов  с целью выработки технологических рекомендаций при внедрении процессов в производство,  подготовка отдельных заданий для исполнителей;
  • подготовка научно-технических отчетов, обзоров, публикаций по результатам выполненных исследований на основе анализа и систематизации научно-технической и патентной информации по теме исследования, а также отзывов и заключений на проекты, в т.ч. стандартов;
  • моделирование материалов и процессов, исследование и экспериментальная проверка теоретических данных при разработке новых технологических процессов производства и обработки материалов;
  • анализ, обоснование и выполнение технических проектов в части рационального выбора материалов в соответствии с заданными условиями при конструировании изделий, проектировании технологических процессов производства, обработки и переработки материалов, нетиповых средств для испытаний материалов, полуфабрикатов и изделий.

 

Читаемые дисциплины

«Современные проблемы наук о материалах»

Изучение тенденций развития науки, существующих теорий и экспериментальных данных в области физики твёрдого тела, диффузионных процессов, реакций на поверхности твёрдых тел, структуры и свойств конструкционных материалов на базе металлов, интерметаллических и неметаллических соединений, полимеров и керамики, наноструктурных материалов, работающих в экстремальных условиях, технологических особенностей получения и упрочнения подобных материалов, и существующих проблем в этих областях.

«Наноматериалы»

Классификация наноструктурных материалов, их структура и свойства, особенности получения; взаимодействие наноматериалов с окружающей средой, электромагнитным излучением и потоками частиц; методы диагностики и моделирования свойств; использование наноматериалов в технике.

 

«Методы оптимизации композитных систем»

Структура современных систем автоматизированного проектирования, которые могут быть использованы при создании и оптимизации композиционных материалов;  рациональный выбор средств для проведения проектирования и оптимизации в соответствии с постеленной задачей;  основы математических методов оптимизации; технические средства автоматизированного проектирования и принципы  решения задач оптимизации; освоение программных средств, обеспечивающих функционирование систем автоматизированного проектирования; освоение современных программных продуктов, направленных на автоматизацию обработки числовых экспериментальных данных;  применение полученные знаний к решению задач проектирования и оптимизации композиционных материалов.

«Основы компьютерных технологий»

Рассматриваются современные компьютерные технологии: представление информации в компьютерных системах, системы кодирования, основы технологии получения полупроводников и полупроводниковых приборов, устройство процессоров и его функциональных блоков, системы хранения информации, интерфейсы и периферийные устройства.

 

«Физико-химия композиционных материалов»

Углубленное изучение физических явлений и закономерностей в процессах получения композиционных материалов; прогнозирование и анализ влияния технологических параметров процессов получения на свойства композиционных материалов на основе современных физических представлений о строении твердого тела, процессов диффузии, растворимости и образования фаз, свойствах поверхности и взаимодействия с жидкой фазой;  приборы и оборудование для проведения экспериментов.

 

«Конструкционные и функциональные композиты»

Состав, строение и характерные свойства полимеров и их композитов, принципах и способах создания полимерных композиционных материалов многофункционального назначения; тенденции развития науки о полимерах, возможности их применения в качестве связующих композиций, волокон, пленок, покрытий; перспективы развития полимерных КМ; оптимизация составов КМ в соответствии с условиями эксплуатации изделий; определение характерных свойств полимерных КМ различных видов, обеспечивающих работоспособность изделий при различных видах нагружения и условиях работы, снижение энерго- и материалоемкости; способы получения изделий с заданными структурой и сочетанием технологических и эксплуатационных свойств.

 

«Свойства и работоспособность слоистых композиционных материалов»

 Основные факторы, определяющие работоспособность слоистых композитов; физико-энергетические основы процесса сварки взрывом, остаточные напряжения в композиционных материалах и соединениях, механическая неоднородность СКМ и пути ее направленного регулирования; повышение надежности и стабильности свойств СКМ, оптимизации технологических процессов, практического использования и работоспособности композиционных изделий; основные виды микронеоднородности и их влияние на прочность КМ; расчетное и экспериментальное определение остаточных напряжений, их перераспределение при воздействии температурно-временных факторов; классификацию и методы расчета механически неоднородных СКМ, способы повышения их прочности и энергоемкости разрушения; пути повышения стабильности структуры и механических свойств слоистых композитов.

 

 «Технология получения порошковых композиционных материалов»

Способы производства порошков:  механические, распылением жидких металлов, сплавов и соединений; восстановлением водородом, углеродом, металлами, электрохимические, термической диссоциацией летучих соединений и др.; методы контроля свойств порошков;  процессы подготовки и смешивания порошков, технологию формования заготовок и изделий из порошков; сущность и технологические задачи спекания; технологические особенности высокоскоростного формования заготовок и изделий из порошков.

 

«Высокоэнергетические воздействия на материалы»

Изучение физических основ технологических методов высокоэнергетических воздействий (ВЭВ) на материалы в современных способах их обработки. Физические основы осуществления ВЭВ на материалы, методов регистрации, измерения и контроля параметров быстропротекающих ударно-волновых процессов и методы расчета процессов ВЭВ. Выбор и применение способов ВЭВ, использование для измерений необходимой аппаратуры и расчет параметров импульсного воздействия на материалы.

 

«Структура и свойства композиционных материалов»

Особенности взаимодействия компонентов в слоистых, волокнистых и дисперсно-упрочненных композитах; формирование структуры в КМ; влияние дефектов кристаллического строения на свойства композиционных материалов; ориентация структуры при внешнем воздействии, изучение текстуры и свойств ориентированных материалов; дислокационные представления о процессах ползучести и усталости; создание оптимальной структуры и свойств жаропрочных композиционных материалов и материалов, работающих в условиях знакопеременных нагрузок.

 

«Свойства и методы испытаний полимерных КМ»

Современные методы испытаний механических и физических свойств полимерных композиционных материалов, изучение физических процессов, происходящих при взаимодействии рентгеновских лучей, электронов с полимерными материалами; сочетание методик рентгенографического и электронно-оптического анализа полимерных композиционных материалов с испытаниями механических свойств для получения информации о физико-механических свойствах и для изучения структурного и фазового состояния композиционных материалов; планирование проведение исследований.

 

«Расчет на прочность и методы испытаний КМ».

 Основные этапы и особенности конструирования и проектирования изделий из композитов; освоение методов конструирования и проектирования элементов конструкций выбранных типов изделий из композитов и разработки конструктивно-технологических решений их производства; методы расчета на прочность элементов конструкций из композитов; определение нагрузок, действующих на изделие и примеры расчетов на прочность и устойчивость отдельных элементов конструкций выбранных изделий; освоение разрушающих и неразрушающих методов испытаний модельных и натурных образцов и изделий; оценка и прогнозирование долговечности и работоспособности материалов и конструкций; умение выбирать объекты испытаний, обрабатывать и использовать получаемые результаты.

 

«Физические методы контроля»

Принципиальные основы физических методов контроля; оборудование и методики, используемые для неразрушающего метода контроля композиционных материалов и их составляющих.

 

«Физические основы прочности»

Физическая сущность явлений, происходящих в материалах при воздействии на них различных факторов в процессе получения и эксплуатации. Теоретическая и реальная прочность кристаллов. Влияние дефектов строения реальных кристаллических тел на процессы их упрочнения, разупрочнения и разрушения.