kolor:
Institute of Mechatronics, Nanotechnology and Vacuum Technique
Instytut Mechatroniki
Nanotechnologii
i Techniki Próżniowej
Kształcimy na kierunkach:
- Inżynieria Materiałowa
- Mechatronika
Nauka: Inżynieria Materiałowa

O inżynierii materiałowej

Tworzenie nowych materiałów stało się fascynującą dziedziną badań naukowych i opracowywania zaawansowanych technologii. To jest właśnie świat inżynierii materiałowej, czyli nauki o strukturze, budowie, własnościach i technologii wytwarzania nowych materiałów. Inżynieria materiałowa jest dziedziną interdyscyplinarną łączącą w sobie fizykę, chemię, mechanikę techniczną, informatykę oraz elementy wielu innych nauk.

Struktury nowoczesnych materiałów projektowane są już od poziomu atomów, a tworzenie takich materiałów to domena rodzącej się nanotechnologii
w inżynierii materiałowej. Jej znaczenie będzie rosło gdyż w skali atomów, czyli rozmiarów poziomu miliardowej części metra napotykamy na liczne zjawiska fizyczne natury kwantowej. Nowo poznane materiały i ich własności wynikające z zachowań kwantowych znalazły już zastosowania i otworzyły rynki o wartości miliardów dolarów. Ocenia się, że za 10 lat około 15% produktów gospodarki światowej będzie wytwarzanych z udziałem nanotechnologii.

Od kilku lat ta dyscyplina wiedzy stanowi jeden
z głównych priorytetów w programach badawczych Unii Europejskiej. Wygląda na to, że nanotechnologie w inżynierii materiałowej wywierają coraz większy wpływ na naszą materialną egzystencję. Pozwalają bowiem na takie organizowanie atomów i molekuł, by utworzone nanostruktury działały jako nanomaszyny, nanoobwody elektryczne czy jako nanoroboty (a takie nanoukłady są również domeną zainteresowań mechatroniki). Na dzień dzisiejszy działają już atomowe przełączniki, molekularne przekładnie, pompy a nawet pojazdy. Wyrafinowanymi nanotechnologiami otrzymano pierwsze samopowielające się układy wieloatomowe oraz samoorganizujące się monowarstwy atomów na podłożach, co ma ogromne znaczenie dla rozwoju mikroelektroniki. Zbudowano też pułapki dla wieloelektronowych "kropel" zachowujących się jak sztuczne atomy.
W laboratoriach pracują już pierwsze tranzystory jednoelektronowe (kropki kwantowe), czyli zbliża się era nowej generacji tak zwanych komputerów kwantowych z bezstratnymi przełącznikami adiabatycznymi.


Badania Instytutu w zakresie inżynierii materiałowej

Prace badawcze zespołów naukowych obejmują szerokie spektrum zagadnień zogniskowanych
w kierunku świadomego kształtowania materiałów
w celu nadania im określonych właściwości. Istotną rolę wśród nich odgrywają technologie próżniowe, tj. procesy modyfikacji powierzchni elementów maszyn
i mechanizmów w warunkach znacznie obniżonego ciśnienia. Równolegle, szeroko wykorzystywana jest plazma niskotemperaturowa, której zastosowania rozciągają się od nowoczesnych źródeł światła, przez procesy obróbki powierzchni w nowoczesnych technologiach produkcyjnych aż do oczyszczania powietrza czy sterylizacji narzędzi chirurgicznych.

Nasze prace obejmują:

  • projektowanie, wytwarzanie metodami próżniowo-plazmowymi oraz badania struktury i właściwości nowych materiałów nanokompozytowych przeznaczonych na cienkowarstwowe powłoki obniżające tarcie i zużycie narzędzi skrawających, części maszyn czy mechanizmów,
  • badania nad nowymi procesami plazmowymi w których wykorzystywane
    są kombinacje różnych technik wzbudzania plazmy (plazma mikrofalowa, magnetronowa plazma impulsowa, plazma wzbudzona polem
    o częstotliwości radiowej),
  • projektowanie źródeł plazmowych przeznaczonych do nanoszenia warstw cienkich,
  • projektowanie oraz wytwarzanie nowych materiałów ceramicznych przeznaczonych na nowoczesne ściernice,
  • badania procesów obróbki cieplno-chemicznej materiałów konstrukcyjnych wraz z ich modelowaniem, projektowaniem czujników i układów kontroli procesu wykorzystujących sieci neuronowe oraz algorytmy sztucznej inteligencji.

Absolwent kierunku inżynieria materiałowa

Inżynieria materiałowa jest interdyscyplinarnym kierunkiem studiów kształcącym w zakresie świadomego projektowania materiałów w celu nadania im właściwości jakie są potrzebne w danym zastosowaniu. Jest jedną z najprężniej rozwijających się dziedzin nauki i techniki. Spowodowane jest to tym, że rozwój cywilizacji technicznej zależy w coraz większym stopniu od rozwoju materiałów. Już w chwili obecnej istnieje duże zapotrzebowanie na nowe materiały w wielu gałęziach nowoczesnego przemysłu, takich jak elektronika, przemysł motoryzacyjny, lotniczy, zbrojeniowy czy kosmiczny.

W nowoczesnej inżynierii materiałowej ogromnie istotna jest technika próżniowa. Dopiero w próżni niektóre procesy tworzenia materiałów są możliwe do przeprowadzenia. Trzeba zdawać sobie też sprawę z tego, że technologie próżniowe są coraz częściej stosowane w różnych dziedzinach przemysłu,
a znajomość ich specyfiki jest niezwykle przydatna.

Przedmioty kierunkowe obejmują m.in.:

  • podstawy nauki o materiałach i metody badań materiałów
  • właściwości i technologie wytwarzania materiałów metalowych, ceramicznych, polimerowych a także ich kompozytów
  • technikę próżniową, technologie próżniowe i próżniowo-plazmowe
  • metody komputerowe w pomiarach i sterowaniu.

Program studiów charakteryzuje się dużą ilością zajęć praktycznych.
Od początku będziemy Cię zapraszać do aktywnego uczestnictwa w pracach Instytutu. Zapewnimy Ci wszechstronny rozwój byś jako absolwent był przygotowany do współpracy z technologami i konstruktorami a także do podjęcia pracy badawczej.

Studia na kierunku inżynieria materiałowa zapewniają:

  • zdobycie wiedzy pozwalającej na projektowanie nowych materiałów konstrukcyjnych i funkcjonalnych o wymaganych właściwościach technologicznych, mechanicznych i fizycznych;
  • zdobycie wiedzy o materiałach już produkowanych i możliwości ich udoskonalenia,
  • opanowanie nowoczesnych metod i technik badań materiałów,
  • zdobycie umiejętności rozwiązywania problemów materiałowych
    w zaawansowanych systemach technicznych.

Równocześnie absolwent opanowuje umiejętność rozwiązywania problemów praktycznych z zakresu inżynierii materiałowej we współpracy z inżynierami innych specjalności, konstruktorami i technologami. Dysponuje ponadto podstawowymi wiadomościami z zakresu prawa wynalazczego i bankowego oraz marketingu i dobrą znajomością co najmniej jednego języka obcego, a w miarę możliwości dwu języków. Wykształcenie absolwenta kierunku inżynieria materiałowa jest więc uniwersalna, obejmuje bowiem, poza przedmiotami podstawowymi i kierunkowymi, również informatykę, języki obce, podstawy prawa, organizacji, zarządzania i marketingu. Przygotowanie do pracy zawodowej uwzględnia szerokie możliwości zatrudnienia absolwenta w przemyśle, energetyce, transporcie, instytucjach naukowych czy biurach konsultingowo-projektowych.

Duży nacisk w programie nauczania na kierunku inżynieria materiałowa położono na zdobycie wiedzy ułatwiającej znalezienie pracy w małych i średnich przedsiębiorstwach województwa zachodniopomorskiego oraz przygranicznych landach niemieckich. W szczególności student uzyskuje szeroką wiedzę z fizyki próżni i fizyki plazmy niskotemperaturowej, zasad projektowania i konstrukcji technologicznych urządzeń próżniowych czy poznanie istoty fizycznej procedur stosowanych w różnego rodzaju technologiach wykorzystujących próżnię, miedzy innymi takich jak nanotechnologie próżniowo-plazmowe, monokrystalizacja, obróbka cieplna metali (m.in. hartowanie próżniowe), azotowanie jonowe oraz gazowe w normalnym i obniżonym ciśnieniu, liofilizacja, pakowanie próżniowe, próżniowa destylacja molekularna itp. Absolwent zdobywa także podstawy merytoryczne do dokonania stosownej analizy rynkowej i podjęcia ewentualnej decyzji o utworzeniu własnej działalności gospodarczej w zakresie technik lub technologii związanych z inżynierią materiałową.