دورة علم المواد

الدرس 1 • التراكيب البلورية والشبكات

يشرح خلايا الوحدة، وشبكات برافيه، والأنظمة البلورية الشائعة في المواد الهندسية. يربط الترتيب البلوري بالكثافة وكفاءة التعبئة.

الدرس 2 • العيوب في التراكيب البلورية

يُحدد العيوب النقطية والخطية والسطحية وأدوارها في السلوك الميكانيكي والكهربائي. يُعدّ الطلاب لفهم آليات التقوية في فصول لاحقة.

الدرس 3 • التركيب الذري والترابط

يغطي الروابط الأيونية والتساهمية والمعدنية وفان دير فالز وتأثيرها على خصائص المواد. يربط التفاعلات على المستوى الذري بالسلوك الهندسي.

الدرس 4 • الانتشار في المواد الصلبة

يعرض قانوني فيك الأول والثاني اللذين يتحكمان في النقل الذري في المواد. يُثبت الانتشار كآلية وراء المعالجة الحرارية وتعديل السطح.

الدرس 1 • سلوك الإجهاد المتكرر والزحف

يحلل إجهاد التحميل الدوري والزحف في درجات الحرارة العالية كأنماط فشل تعتمد على الوقت. يزود الطلاب بالقدرة على وضع حدود تشغيل آمنة للمكونات الديناميكية.

الدرس 2 • أساسيات ميكانيكا الكسر

يقدم نظرية كسر جريفيث، ومعامل شدة الإجهاد، ومتانة الكسر كمعايير تصميم. يميز بين أنماط الكسر المطيل والهش.

الدرس 3 • الإجهاد والانفعال والسلوك المرن

يُعرّف الإجهاد الهندسي والانفعال الهندسي ويشتق معاملات المرونة من مفاهيم الترابط الذري. يربط قانون هوك بمبادئ التركيب البلوري من الفصل الأول.

الدرس 4 • الصلادة وآليات التقوية

يغطي طرق اختبار الصلادة وأربع استراتيجيات رئيسية للتقوية للمعادن. يوفر أدوات كمية لتصميم سبائك أقوى.

الدرس 1 • الأساس الديناميكي الحراري لتوازن الأطوار

يقدم طاقة جيبس الحرة، والجهد الكيميائي، وشروط توازن الطور. يوفر الأساس الديناميكي الحراري لقراءة مخططات الأطوار.

الدرس 2 • الأنظمة الثلاثية ومتعددة المكونات

يقدم المخططات الثلاثية، والمقاطع متساوية الحرارة، وإسقاطات سائل المصهور للسبائك المعقدة. يعدّ الطلاب للسبائك الهندسية الفعلية التي تحتوي على عناصر سبائك متعددة.

الدرس 3 • التحولات في الحالة الصلبة

يغطي حركية النوى والنمو، ومخططات TTT، ومنحنيات التبريد المستمر. يربط حركية التحول بنتائج المعالجة الحرارية.

الدرس 4 • مخطط طور الحديد-كربون

يحلل مخطط Fe-Fe3C باعتباره النظام الثنائي الأكثر أهمية صناعياً. يُحدد ظروف تكوين الفريت والأوستينايت والسمنتايت والبيرلايت.

الدرس 1 • سبائك الألومنيوم والتيتانيوم

يحلل التقوية بالتقادم في سبائك الألومنيوم والقوة النوعية العالية لأنظمة التيتانيوم. يربط نظرية التقوية بالترسيب من الفصل الثاني بتصميم السبائك العملي.

الدرس 2 • ميتالورجيا المساحيق وتشكيل المعادن

يصف إنتاج المساحيق، والكبس، والتلبيد، وتشكيل المكونات المعدنية بشكلها النهائي. يربط التحكم في البنية المجهرية أثناء المعالجة بالأداء النهائي للقطعة.

الدرس 3 • أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ وفولاذ الأدوات

يغطي درجات الأوستينايت والفريت والمارتنسيت والدوبلكس المقاومة للصدأ وآليات مقاومتها للتآكل. يقدم اختيار فولاذ الأدوات للتطبيقات الحرجة من حيث التآكل.

الدرس 4 • سبائك النحاس والنيكل والسبائك الفائقة

يدرس عائلات سبائك النحاس، وتقوية السبائك الفائقة القائمة على النيكل، ومقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية. يعالج متطلبات مواد التوربينات والفضاء.

الدرس 1 • التراكيب البلورية للسيراميك

يصف قواعد نسبة نصف القطر الأيوني، وتراكيب السيراميك البلورية الشائعة، وترتيبات شبكات السيليكات. يوسع مفاهيم التركيب البلوري من الفصل الأول إلى المركبات الأيونية.

الدرس 2 • السلوك الميكانيكي للسيراميك

يشرح لماذا السيراميك هش، ويحدد إحصائيات ويبل لتباين القوة، ويقدم استراتيجيات التقوية. يطبق ميكانيكا الكسر من الفصل الثاني.

الدرس 3 • السيراميك المتقدم وتطبيقاته

يستعرض تطبيقات السيراميك الإنشائية والإلكترونية والطبية الحيوية بما في ذلك الألومينا وكربيد السيليكون والمواد الكهرضغطية. يربط خصائص المواد بتصميم النظام الهندسي.

الدرس 4 • معالجة السيراميك والتلبيد

يفصل تخليق المساحيق، وطرق التشكيل، وآليات التلبيد للمكونات السيراميكية الكثيفة. يؤكد على كيفية تحكم المعالجة في البنية المجهرية والخصائص النهائية.

الدرس 1 • بنية السلسلة البوليمرية

يُعرّف الوزن الجزيئي، وتكوين السلسلة، والتاكتيسية كمحددات لخصائص البوليمر. يربط الترابط الثانوي من الفصل الأول بالسلوك الجزيئي الكبير.

الدرس 2 • السلوك اللزج المرن والميكانيكي

يغطي الزحف، واسترخاء الإجهاد، والتحليل الميكانيكي الديناميكي للبوليمرات كظواهر تعتمد على الزمن ودرجة الحرارة. يطبق مفاهيم الإجهاد المتكرر من الفصل الثاني على البوليمرات.

الدرس 3 • طرق معالجة البوليمرات

يصف القولبة بالحقن، والبثق، والنفخ، والتشكيل الحراري كعمليات تشكيل أولية. يربط ريولوجيا المصهور باختيار معلمات العملية.

الدرس 4 • البوليمرات البلاستيكية بالحرارة واللدائن

يميز بين شبكات البوليمرات البلاستيكية بالحرارة المتشابكة واللدائن المفلكنة ويشرح استجاباتها الميكانيكية الفريدة. يغطي أنظمة الإيبوكسي والبولي يوريثان والمطاط الطبيعي.

الدرس 1 • نظرية الرقائق وتسلسلات الترقق

يطبق نظرية الرقائق الكلاسيكية للتنبؤ بصلابة وسلوك الاقتران للرقائق متعددة الطبقات. يقدم صياغة مصفوفة ABD للتصميم الإنشائي.

الدرس 2 • عمليات تصنيع المركبات

يغطي التجميع اليدوي، وقولبة نقل الراتينج، ولف الخيوط، والمعالجة بالأوتوكلاف كطرق تصنيع رئيسية. يربط معلمات العملية بمحتوى الفراغ وكسر حجم الألياف.

الدرس 3 • تصنيف المركبات ومكوناتها

يصنف المركبات حسب نوع المصفوفة وهندسة التسليح ويقدم أدوار الألياف والمصفوفة والواجهة. يبني على المعرفة بالبوليمرات والسيراميك من الفصلين الخامس والسادس.

الدرس 4 • الميكانيكا الدقيقة وقاعدة المخاليط

يشتق المعاملات الطولية والعرضية باستخدام قاعدة المخاليط ومعادلات هالبن-تساي. يوفر أدوات كمية للتنبؤ بثوابت المرونة للمركبات.

الدرس 1 • تدهور البوليمرات والسيراميك

يدرس التدهور بالأشعة فوق البنفسجية، والقطع المتسلسل التأكسدي، والتحلل المائي، والتقادم الحراري في البوليمرات والسيراميك. يوسع تحليل التدهور ليشمل جميع فئات المواد إلى ما بعد المعادن.

الدرس 2 • منع التآكل والتحكم فيه

يغطي اختيار المواد، والحماية الكاثودية، والمثبطات، والطلاءات كاستراتيجيات للتخفيف من التآكل. يدمج المعرفة بالسبائك من الفصل الرابع مع المبادئ الكهروكيميائية.

الدرس 3 • أشكال التآكل

يصنف التآكل المنتظم، والنقري، والشقي، والحبيبي، والتآكل الناتج عن الإجهاد كأشكال هجوم مميزة. يوفر معايير تشخيصية لتحديد نوع التآكل في الخدمة.

الدرس 4 • الطلاءات والمعالجات السطحية

يصف الترسيب الفيزيائي للبخار، والترسيب الكيميائي للبخار، والرش الحراري، والطلاء الكهربائي كطرق لهندسة الأسطح. يربط اختيار الطلاء بمتطلبات الاحتكاك والتآكل والأكسدة.