冶金工学とは何ですか？

冶金工学は、金属の操作に専念する工学の分野です。地球からの金属の抽出、金属鉱石の精製、金属合金と呼ばれる金属の混合物から作られた材料の設計と生産などの領域が含まれます。製造や建設などの分野や、金属のコンポーネントを備えた膨大な消費財にとって非常に重要です。

この工学分野は、一般に抽出冶金と物理的冶金の2つの領域に分割されます。抽出的な冶金では、冶金工学を使用して、地球から採掘された金属を抽出して洗練します。金属は、ほとんどの場合、単独ではなく鉱石と呼ばれる鉱物堆積物の他の材料と混合されており、純粋な元素の形ではなく、頻繁に化合物に含まれています。これらの金属を使用する前に、最初に鉱石から除去する必要があります。

これは、問題の鉱石に応じて、さまざまな方法で行うことができます。鉱石を加熱して、物理的な変化と鉱石に化学反応を引き起こすことができます。化学物質を適用して、金属を含む化合物に化学反応を引き起こすことができます。鉱石は、溶融するまで水に溶解することができ、電気プロセスで金属を分離できるようにします。金属が他の要素と化学的に結合されなくなったら、それを洗練して物理的に浄化します。これらの方法はすべて、冶金工学の知識に依存しています。

抽出的な冶金を通じて金属が環境から得られたら、物理的な冶金が使用されるものです。冶金工学の主要な用途の1つは、金属と他の金属または非金属材料を組み合わせることにより、金属合金の作成です。合金には、構成部品とは異なる特性を持つことができ、材料を提供するために多種多様な合金が作成されていますさまざまなタスク用。最も一般的には、合金の構成物質は、それらを十分に加熱するようにそれらを溶かし、混合して混合物を冷却して固化させることによって混合されます。材料を合金化する他の手段も可能です。たとえば、それらを固体の粉末形式で混合したり、それらを大きな熱と圧力にしたりするなどします。

合金は、化学組成を変更せずに機械的特性を変える多くの異なる治療プロセスを受けることができます。これらのプロセスは機械的であり、力を適用して機械的な応力を引き起こすことにより、合金の結晶構造を変更します。また、合金を高温で長時間保持したり、加熱したり、冷水または油に浸すことで再び迅速に冷却するなどのプロセスが、合金の原子が合金の原子が配置されている結晶構造に影響を与えるため、合金の加熱を伴うことができます。冶金工学a物質のさまざまな混合物の特性と、さまざまな処理の物理的効果に関する科学的知識は、生産プロセスを考案して、特定のアプリケーションに最適な合金を作成します。

したがって、冶金工学は、鋼製造などの金属生産産業の中心にあります。建物の建設、自動車や飛行機などの車両の設計、橋などの土木プロジェクトなどの関連分野にとって非常に重要です。さらに、冶金工学は、多くの資本と消費財の産業製造に不可欠です。

人間が銅で作られた原始的な武器とツールを使用し始めたとき、金属加工の最も古い既知の例は紀元前約7,000にまでさかのぼります。紀元前6,000年までに、人間は火を使って銅を含む鉱石を使用して、より純粋な金属を作りました。 中東のメタルワーカーがブリキと銅をCに合金化し始めた最初の既知の人工合金は紀元前3,800にさかのぼります。Reate Bronzeは、文明の発展を根本的に形成する武器やツールにとってはるかに効果的な素材です。世界のさまざまな地域の人々は、基本的な冶金プロセスを独立して発見しました。これらのイベントは、もちろん何千年もの専門的な専門的または科学的分野としてのエンジニアリングのアイデアに先立っていますが、金属工学の本質的な中核は、金属の知識を使用して人間の使用のためにそれらを抽出、形状、変換することです。