تاریخچه و معرفی مهندسی متالورژی و علم مواد

رشته بین حوزه‌ای مهندسی و علم مواد که در ایران عموما با عنوان  مهندسی متالورژی و علم مواد شناخته می‌شود، شامل کشف و طراحی مواد جدید با تمرکز ویژه بر جامدات است.

علم مواد مدت‌ها به عنوان یک زیرشاخه فرعی در فیزیک، شیمی و مهندسی مطرح بوده است.در سال‌های اخیر، علم مواد به صورت گسترده‌‌ای به عنوان یک زمینه خاص و متمایز از علوم  و مهندسی شناخته شده است.

بسیاری از مسائل و مشکلاتی  که زندگی روزمره بشر را تحت‌ الشعاع قرار داده‌اند، به علت محدودیت در مواد مورد نیاز بروز پیدا کرده‌اند و در نتیجه، می‌توان گفت که پیشرفت در علم مواد آینده تکنولوژی را به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار می‌دهد.

ادوار مختلف تاریخی معمولا با مواد متدوال و مورد استفاده در هر دوره نامگذاری و توصیف می‌شوند. عباراتی نظیر عصر سنگ، عصر مفرغ، عصر آهن و عصرفولاد، مثال هایی گویا در این زمینه‌اند.

متعاقبا و با توجه به این مطلب که خواستگاه علم مواد، ساخت و تولید سرامیک و فنون و مهارت‌های استخراج و کار با فلزات متالورژی) بوده است، می توان گفت که علم مواد یکی از قدیمی ترین انواع مهندسی و علوم کاربردی است.

تحول اساسی در فهم مواد زمانی اتفاق افتاد که یوشیا ویلارد گیبس در اواخر قرن نوزده نشان داد خواص ترمودینامیک که منشاء گرفته از ساختار اتمی مواد در فازهای مختلف است، رابطه‌ای مستقیم با خواص فیزیکی  دارد.

تا قبل از دهه 1960 میلادی بسیاری از دپارتمان‌های مواد با عنوان دپارتمان متالورژی نام گذاری شده بودند که منعکس کننده تمرکز بر فلزات در قرون نوزده و بیست میلادی است. ولی هم اکنون در علم مواد نه‌ تنها فلزات مورد بررسی قرار می‌گیرند. بلکه با توجه به توسعه و گسترش این رشته، سرامیک‌ها، پلیمرها، نیمه هادی‌ها، مواد مغناطیسی، مواد زیستی، مواد کامپوزیتی و نانومواد ازجمله مواد مورد مطالعه در این علم محسوب می‌شوند.

پایه ی علم مواد شامل بررسی رابطه بین ساختار و خواص ماده است. یک مهندس مواد با یادگیری نوع و چگونگی رابطه متقابل ساختار و خواص مواد مختلف، این توانایی را پیدا می‌کند که برای هر کاربردی، ماده‌ای با عملکرد مناسب و متناسب را ارائه دهد. تعیین کننده اصلی ساختار ماده و در نتیجه خواص آن، عناصر شیمیایی تشکیل دهنده و روش فرآوری آن‌ها برای حصول حالت نهایی است. این مشخصه ها به همراه قوانین ترمودینامیکی و سینتیکی مرتبط، ساختار ماده و خواص آن را تعیین می‌کنند.

مواد جدید همواره یکی از بزرگترین دستاوردهای هر عصری قلمداد می شوند وستون اصلی  رشد، رونق، امنیت و کیفیت زندگی انسان از آغاز تاریخ بوده اند.همواره این مواد جدید هستند که دریچه ای به تکنولوژی های نوین در عرصه های مختلف ، باز می‌کنند. به عبارت دیگر، مهندسین مواد در خط مقدم تحولات تکنولوژیکی قرار دارند و هربار که وسیله یا دستگاه جدیدی تولید و عرضه می‌شود، علم مواد زندگی ما را تحت تاثیر خود قرار داده است.

با توجه به سرعت روزافزون پیشرفت تکنولوژی و صنایع، نیاز به مواد با ویژگی‌های جدیدو منحصربه فرد بیش از هر زمان دیگری احساس می‌شود. بدین ترتیب، می‌توان آینده‌ای درخشان، جذاب و چالش برانگیز را برای دست اندکاران این رشته متصورشد.