Metalurji ve malzeme mühendisliği

Metalürji ve malzeme mühendisliği günümüzde kimya, makine, inşaat, uzay-uçak, elektrik-elektronik, çevre ve tıp alanlarına yayılmış çok disiplinli bir bilim ve teknoloji dalı olarak gelişmesini sürdürmekte ve verimlilik, enerji ve ham madde üçlüsü ile uyum içinde olan üretim süreçlerinin sektöre kazandırılmasında önemli rol oynamaktadır. Son yıllarda metalurji ve malzeme mühendisliğindeki gelişmeler, genel olarak metalürjik proseslerin optimizasyonu, sayısal simülasyon ve modelleme üzerine yoğunlaşırken, çevresel metalurji uygulamalarında da, çevre kirliliğine yol açmayacak nitelikte atılabilir atık üretmek, demetalize edilmiş (metal iyonlarından arındırılmış) çözeltiyi kullanılabilir su halinde sisteme geri döndürme şeklinde atık su demetalizasyonu, ikincil kaynakların yeniden değerlendirilmesine yönelik reaktör ve proseslerin tasarımı (ve geliştirilmesi) gibi konular önde gelmektedir.

Enerji yoğun işletmelerin başında yer alan elektro-metalürji uygulamalarında ise, sonlu elemanlar yöntemiyle hücre tasarımlarında yapılan iyileştirmeler, kullanılan elektrot malzemelerinin yeniden tasarımı ve geliştirilmesi gibi konular önem kazanmaktadır. Yüksek kaliteye ve üstün özelliklere sahip karmaşık şekilli parçaların, toz metalürjisi yöntemleriyle istenilen toleranslarda ve minimum kayıpla ekonomik olarak imalinde önemli rol oynayan, nano boyutta toz ve toz karışımlarının hidro- ve/veya elektro-metalürjik yöntemlerle üretiminin yanı sıra, soy metaller metalürjisi içinde yer alan ve insan sağlığına zarar vermeyen altın ve altın alaşımlarının geliştirilmesi ve üretimleri de günümüz metalürji bilimi gündeminin ilk sıralarında karşımıza çıkmaktadır.

İnsanlık tarihini taş devrinden tunç devrine, oradan da demir devrine ulaştıran "metalürji sanatı", bugün temel bilimlere dayalı ve çağdaş medeniyetin kuruluş ve gelişmesine büyük katkıları olan Metalurji ve malzeme mühendisliği mesleği adı altında bilimsel ve teknolojik bakımdan geniş bir alanı kapsar hale gelmiştir. Tarihi açıdan metal, önceleri doğal halinde kullanılmış ve bu da nabit metallerin şekillendirilmesiyle mümkün olmuştur. İlk kullanılan nabit metaller, bakır ve altındır. Metalürjinin tarihi ile Anadolu medeniyetlerinin tarihsel gelişimi neredeyse özdeştir. Arkeolojik bulgular, bakır üretiminin ilk kez Anadolu ve İran topraklarında başladığını göstermektedir. Bakırı işlemek suretiyle, mızraklar ve çeşitli silahlar yapan insanoğlu daha sonraki yıllarda bakır ve kalayı karıştırarak bakırdan daha sert bir alaşım elde etmiştir. Anadolu'da kalay bulunmadığı için Hititler, bakır ile arseniği alaşımlandırmak suretiyle yeni bir alaşım bulmuşlar ve bu gelişmeler de tunç çağının başlangıcına yol açmıştır. Aynı şekilde ilk demir üretimi de M.Ö. 1500 yıllarında yine Anadolu'da gerçekleşmiştir.

Türkiye'de yaygın olarak kullanılan malzeme ve metalürji bölümlerinin ismi birçok ülkede "malzeme bilimi ve mühendisliği" olarak değiştirilmiştir. Özellikle Amerika Birleşik Devletleri'nde bu isim altında bir bölüm yoktur. Önceleri metalürji mühendisliği adı altında kurulan bölümler zamanla metalürji ve malzeme (Türkiye'de hâlen kullanılan) daha sonra malzeme ve metalürji (Birleşik Krallık) ve son olarak da malzeme bilimi ve mühendisliği (Amerika Birleşik Devletleri) bölümleri olarak isim değişikliğine gitmişlerdir. Malzeme adı alt dallarından olan metalürjiyi kapsamasına rağmen ağırlıklı eğitimi göstermek adına metalürji ismi Türkiye'de hâlen kullanılmaktadır.

Türkiye'de metalürji ve malzeme mühendisliği eğitimi metalürji mühendisliği adı altında İTÜ'de Maden Fakültesi'nde başlamıştır. Maden Fakültesi'nde 1957 yılında Üretim Metalürjisi ve Fiziksel Metalürji kürsüleri kurulmuş ve eğitimini ABD MIT'de tamamlamış olan Doç. Dr. Recep Safoğlu'nun fakülte bünyesine katılması ile Metalürji eğitimi başlatılmıştır.

1961-62 akademik yılında Maden Fakültesi bünyesindeki bu iki kürsü "Metalürji Bölümü" olarak organize edilmiş ve ilk metalürji mühendisliği eğitimi başlatılmıştır. O yıllarda 3. sınıfa geçmiş öğrencilerden bu bölüme ayrılanlar eğitimlerinin son iki yılını bu bölümde tamamlayarak 1963-64 yılında metalürji mühendisi olarak mezun olmuşlardır. 2012 yılı itibarı ile 25 Türk üniversitesinde bu bölüm adı altında yer alırken 5 üniversitede ise malzeme bilimi ve mühendisliği bölümü adı altında eğitim ve araştırma çalışmalarını sürdürmektedir. Metalürji ve malzeme mühendislerinin yasal meslek örgütü Metalürji Mühendisleri Odası'dır.

Metalürji ve malzeme mühendisliği programında eğitim süresi 4 yıldır. Programda mühendisliğin diğer bütün dallarında olduğu gibi, fizik, kimya ve matematikle yakından ilişkili dersler vardır. Öğretimin birinci yılında temel bilimlere ilişkin dersler okutulurken ilerleyen yıllarda demir-çelik ve demir dışı metallerin üretimi, toz metalürji, tahribatsız malzeme muayeneleri, ısıl işlemler, alaşımlar gibi alana özgü konular, kuramsal ve uygulamalı olarak verilir. Ayrıca yaz stajı da zorunludur.

Metalürji ve malzeme mühendisliği programında eğitim görmek isteyenlerin özellikle analitik düşünme ve tasarım yeteneklerine sahip olması, kimya, fizik, matematik ve yer bilimlerine ilgili ve bu alanlarda iyi yetişmiş olmaları gerekir.

Bu programı bitirenler "metalürji ve malzeme mühendisi" veya "malzeme bilimi ve mühendisi" unvanını alırlar. Metalürji ve malzeme mühendisleri (veya malzeme bilimi ve mühendisleri), herhangi bir malzemenin üretimi için gerekli planları yapar ve uygulanmasını denetlerler. Ayrıca mühendislik tasarım grubunun üyesi olarak, malzeme seçme, önerme ve kullanımının denetimi gibi görevlerinin yanı sıra özel amaçlara yönelik malzemeler tasarlarlar.

Metalürji ve malzeme mühendisleri (veya malzeme bilimi ve mühendisleri), aşağıda belirtilen sanayi dallarında faaliyet gösteren kamu veya özel sektör kuruluşlarında çalışabilecekleri gibi kendi işlerini kurma imkânına da sahiptirler.

Türkiye'de var olan çoğu metalürji (metal bilimi) mühendislikleri zamanla bilimsel ve teknolojik gelişmelere ayak uydurarak, disiplinleri genişletip malzeme bilimi ile entegre hale getirmişlerdir. Aynı zamanda bazı Seramik Mühendislikleri ise ya Metalürji Mühendisliği bölümleriyle birleştirme yoluyla ya da doğrudan malzeme bilimi ve mühendisliğine çevrilmiştir. Metalürji bilimi, malzeme biliminin alt dalıdır. Yeni açılan bölümlerde malzeme bilimi ve mühendisliği diye geçmektedir. Ancak üniversitelerin programları farklılık gösterebilir. Yani malzeme biliminin farklı alanlarına ağırlık verebilir. Örneğin metalürji, seramik, nanoteknoloji, biyomühendislik gibi.