הנדסת חומרים

הנדסת חומרים

תיכּוּן חומרים, טכניקות עיבוד, טכניקות אנליטיות ויחסי גומלין בין עלות לתועלת בייצור תעשייתי של חומרים.

הנדסת חומרים היא תחום מחקר הנדסי שמשלב בתוכו תחומים רבים, ומקשר בין אפיון מבנה המיקרו של חומר לבין התכונות התרמיות, המכניות, החשמליות והסביבתיות שלו. כיצד זה שימושי וכיצד התהליכים הללו אפשריים? מה עוד יכול להשפיע על התהליך? הנה התשובות לכל השאלות.

מדוע צריך מהנדסי חומרים?

  • אנו משתמשים בחומרים רבים בתעשיות השונות על פני כדור הארץ ובסופו של דבר יש צורך לעבוד עם חומרים שונים בהרמוניה. הבעיה היא שלא תמיד החומרים מתאימים זה לזה ולפעמים היא מתאימה אך פשוט לא משתלמת כלכלית.
  • החומרים שונים משמשים אותנו למגוון שימושים החל מאפוד צבאי שנועד לעצור כדורים ועד חומר איכותי וזול שיאפשר לנו להקים מחסן גינה תוך שמירה על התכונות שחשובות ללקוח.
  • מהנדסי החומרים הם אלו שמבינים כיצד החומר מתנהג מבחינות רבות, חשמלית, תרמית, מכנית וכולה, ולאחר פיתוח ומחקר ניתן להפיק שימוש טוב יותר שיותאם לצרכים המשתנים של התעשיות. מהנדסי החומרים יכולים גם ליצור חומר חדש לחלוטין אם כי גילוי כזה בדרך כלל יהיה נדיר ומרעיש כאחד.
הנדסת חומרים
הנדסת חומרים

מהו תיכון חומרים וכיצד הוא קשור להנדסה זו?

הנדסת חומרים כוללת גם תהליכי תיכון, כשמטרת תהליכים אלו הוא לפתח מוצר סופי. שלבי התיכון רבים וכוללים תחילה את זיהוי צרכי הלקוח, קרי מה החומר אמור לעשות ולמה הוא אמור להיות עמיד, העלאת אפשרויות שונות להשגת המטרה ולאחר מכן בירור אלו מהאפשרויות תהיה המשתלמת והיעילה ביותר ביחס לדרישות תוך ניסויים במעבדות ובחינות רבות בפועל. כחלק מתהליך זה נכנס לתמונה עיבודו של החומר שעומד על הפרק ורלוונטי לצרכי המשימה.

כיצד ניתן לעבד חומרים?

יש מגוון טכניקות לעיבוד חומרים כאשר כולן מתבססות על עקרונות פיזיקליים וכימיים. כדי לעבד חומר מסוים ניתן להפיק אותו  מחומרי גלם מסוימים, שנלקחים מהביו ספירה, וכך ניתן לקבל חומרים מוכנים בעלי הרכב כימי, צורה, נפח ומשקל במידה הרצויה שמתאימים להמשך עיצוב ועיבוד המוצר הסופי. כמו כן, ניתן לעבד ולעצב חומרים על ידי שינוי תכונותיהם הפיזיקליים והמכנים על ידי שימוש באנרגיה אחרת, כמו למשל אנרגיה מכנית, במכת פטיש, אנרגיה תרמית, כמו בחימום מתכות וכולה.