متالورژی

نظم آموزش مهندسی مواد، هر چند در نظام آموزش مهندسی قرار می گیرد، ولی به دلیل ماهیت رشته و رابطه نزدیک آن با علوم( فیزیک و شیمی) و فن و حرفه هایی که برخی از آن ها سابقه چندین صد ساله دارد و رسوخ و نفوذ عوامل مختلف زیست محیطی، مدیریت و اقتصاد در آن، نیازمند بررسی مستقلی است تا بتواند از پاره ای تناقضات جلوگیری کند. وسعت و دامنه مهندسی مواد و انتظاراتی که از آموزش آن وجود دارد طبقه بندی رشته ها و گرایش ها، مقاطع تحصیلی، موضوع و روش آموزش، شرایط مدرسان و دانشجویان نقد، بررسی و تحلیل شده است. پیشنهادها عموما با ترسیم سیمای آرمانی ارائه شده اند تا حرکت از وضعیت کنونی بسوی شرایط آرمانی، هدفمند باشد. در پایان ایجاد نهاد پژوهش در آموزش مهندسی مواد با همکاری همه گروهها مرتبط با مهندسی مواد نیز توصیه شده است.

پس از مقدمه کوتاهی که به ترسیم موقعیت فنی و مهندسی ایران در قرن نوزدهم اختصاص دارد، ریشته های تاریخی آموزش های نوین فنی و مهندسی متالورژی و مواد در ایران از تأسیس دارالفنون تا زمان کنونی(1382) تجزیه و سپس ترکیب گرایش ها بعد از انقلاب فرهنگی مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. در هر قسمتی که ضرورت داشته است به چندی، چونی و چرایی ها اشاره و در پایان در نتیجه گیری و سگالش، توسعه مراکز آموزشی متالورژی و مواد، افزایش جمعیت دانشجویی و تجزیه و ترکیب گرایش تحلیل می شود.

استان یزد به دلیل داشتن منابع معدنی متنوع و سابقه طولانی فعالیت های متالورژیکی از دوران پیش تاریخ تا معاصر، یکی از مراکز اصلی فلزکاری کهن در فلات مرکزی ایران محسوب می شود. محوطه ذوب فلز دهانه لشکر واقع در نزدیکی روستای رباط پشت بادام در جریان مطالعات زمین شناسی منطقه شناسایی شد و برای نخستین بار مورد مطالعه قرار گرفت. از این محوطه با مساحت ۱۴۰ مترمربع، ۱۰ نمونه سرباره جمع آوری شد که ۴ نمونه تحت مطالعات پتروگرافی و ۴ نمونه تحت آنالیزهای شیمیایی به روش ICP-OES قرار گرفتند. نمونه های مورد بررسی ویژگی های ماکروسکوپی مشخصی شامل رنگ سبز تیره تا سیاه، مورفولوژی نامنظم، بافت متخلخل تا متراکم و ابعاد ۲-۷ سانتی متر داشتند. مطالعات پتروگرافی نشان داد که سرباره ها عمدتاً از کانی های فایالیت (Fe₂SiO₄)، پیروکسن و فازهای شیشه ای تشکیل شده اند و دارای بافت های اسپینی فکس و پورفیری هستند که حاکی از نرخ سرمایش سریع و تبلور ناقص مذاب است. همچنین بررسی مقاطع صیقلی حضور فازهای سولفیدی مس شامل بورنیت (Cu₅FeS₄)، کوولیت (CuS) و مس نیتیو (Cu) را در این سرباره ها نشان می دهد. نتایج آنالیزهای شیمیایی نشان داد که میانگین غلظت مس 96/1درصد وزنی و روی 88/0 درصد وزنی است که بیانگر استفاده از کانسارهای پلی متال Cu-Pb-Zn به عنوان مواد خام اولیه است. میانگین اکسید کلسیم (CaO) ۲۴ درصد، نشان دهنده استفاده از سنگ های کربناته (احتمالاً آهک و دولومیت) به عنوان فلاکس برای تنظیم گرانروی و کاهش دمای ذوب است. ترکیب شیمیایی سرباره ها دمای ذوب متوسط ۱۱۰۰-۱۲۰۰ درجه سانتی گراد را نشان می دهد که با استفاده از فلاکس های سیلیسی و کربناته برای بهبود جداسازی فلز سازگار است. مطالعه حاضر بر اساس نتایج مطالعات پتروگرافی و شیمیایی سرباره ها، شواهدی از چرخه صنعت فلزکاری کهن در این محوطه ارائه می دهد. پرسش های اصلی تحقیق شامل نوع فلزات استخراج شده و فرآیندهای متالورژیکی به کار رفته بود. بر اساس یافته ها، این محوطه عمدتاً جهت استخراج مس مورد بهره برداری قرار گرفته است. گرچه برای تاریخ گذاری دقیق شواهد سطحی کافی به دست نیامده، اما مطالعات پتروگرافی و شیمیایی نشان دهنده استفاده از فناوری های متالورژیکی پیشرفته با قابلیت دستیابی به دماهای ۱۱۰۰-۱۲۰۰ درجه سانتی گراد و به کارگیری سیستم فلاکس های ترکیبی (سیلیسی-کربناته) برای بهینه سازی فرآیند احیا و جداسازی فلز است.

استان یزد به دلیل داشتن منابع معدنی متنوع و سابقه طولانی فعالیت های متالورژیکی از دوران پیش تاریخ تا معاصر، یکی از مراکز اصلی فلزکاری کهن در فلات مرکزی ایران محسوب می شود. محوطه ذوب فلز دهانه لشکر واقع در نزدیکی روستای رباط پشت بادام در جریان مطالعات زمین شناسی منطقه شناسایی شد و برای نخستین بار مورد مطالعه قرار گرفت. از این محوطه با مساحت ۱۴۰ مترمربع، ۱۰ نمونه سرباره جمع آوری شد که ۴ نمونه تحت مطالعات پتروگرافی و ۴ نمونه تحت آنالیزهای شیمیایی به روش ICP-OES قرار گرفتند. نمونه های مورد بررسی ویژگی های ماکروسکوپی مشخصی شامل رنگ سبز تیره تا سیاه، مورفولوژی نامنظم، بافت متخلخل تا متراکم و ابعاد ۲-۷ سانتی متر داشتند. مطالعات پتروگرافی نشان داد که سرباره ها عمدتاً از کانی های فایالیت (Fe₂SiO₄)، پیروکسن و فازهای شیشه ای تشکیل شده اند و دارای بافت های اسپینی فکس و پورفیری هستند که حاکی از نرخ سرمایش سریع و تبلور ناقص مذاب است. همچنین بررسی مقاطع صیقلی حضور فازهای سولفیدی مس شامل بورنیت (Cu₅FeS₄)، کوولیت (CuS) و مس نیتیو (Cu) را در این سرباره ها نشان می دهد. نتایج آنالیزهای شیمیایی نشان داد که میانگین غلظت مس 96/1درصد وزنی و روی 88/0 درصد وزنی است که بیانگر استفاده از کانسارهای پلی متال Cu-Pb-Zn به عنوان مواد خام اولیه است. میانگین اکسید کلسیم (CaO) ۲۴ درصد، نشان دهنده استفاده از سنگ های کربناته (احتمالاً آهک و دولومیت) به عنوان فلاکس برای تنظیم گرانروی و کاهش دمای ذوب است. ترکیب شیمیایی سرباره ها دمای ذوب متوسط ۱۱۰۰-۱۲۰۰ درجه سانتی گراد را نشان می دهد که با استفاده از فلاکس های سیلیسی و کربناته برای بهبود جداسازی فلز سازگار است. مطالعه حاضر بر اساس نتایج مطالعات پتروگرافی و شیمیایی سرباره ها، شواهدی از چرخه صنعت فلزکاری کهن در این محوطه ارائه می دهد. پرسش های اصلی تحقیق شامل نوع فلزات استخراج شده و فرآیندهای متالورژیکی به کار رفته بود. بر اساس یافته ها، این محوطه عمدتاً جهت استخراج مس مورد بهره برداری قرار گرفته است. گرچه برای تاریخ گذاری دقیق شواهد سطحی کافی به دست نیامده، اما مطالعات پتروگرافی و شیمیایی نشان دهنده استفاده از فناوری های متالورژیکی پیشرفته با قابلیت دستیابی به دماهای ۱۱۰۰-۱۲۰۰ درجه سانتی گراد و به کارگیری سیستم فلاکس های ترکیبی (سیلیسی-کربناته) برای بهینه سازی فرآیند احیا و جداسازی فلز است.