Hva lærer jeg

Materialteknologi - master

Hva lærer du?

To studenter i blå kjeldress måler opp materialer på en vekt på lab. Foto
Foto: Kim Ramberghaug/NTNU

Vil du bidra til bærekraftig utvikling av materialer?

Master i materialteknologi er studiet for deg som vil lære mer om materialene som omgir oss. Materialer inngår blant annet i transport, bolig, elektronisk utstyr, matproduksjon og oljeproduksjon og påvirker samfunnet og dagliglivet vårt i stor grad.

Du lærer om utvikling og produksjon av materialer og hvordan materialenes egenskaper avhenger av sammensetning og produksjonsmetode. Hvordan vi velger riktig materiale for ulike bruksområder, lærer du også ved å velge å ta en master i materialteknologi.

Uten kunnskap og kompetanse om materialer, vil ikke hverken «det grønne skiftet» eller «sirkulær økonomi» kunne realiseres. Det er ingen mulighet for at materialer skal gå av moten! Du har gode muligheter til å bidra til en bærekraftig fremtid ved å studere materialteknologi.

Sivilingeniørutdannelsen i materialteknologi ved NTNU er et tverrfaglig studium. Det passer for deg som ønsker å jobbe med praktiske problemstillinger med støtte i avansert teori. Materialteknologi er en blanding av kjemi, fysikk og matematikk, og utgjør et av verdens største fagfelt innenfor industri, teknologi og forskning.

Her er to hovedgrunner til å ta en master i materialteknologi

  • Tverrfaglighet: Du er interessert i anvendt naturvitenskap (matematikk, fysikk, kjemi, etc.)  
  • Jobbsikkerhet: Materialer og deres framstilling er sentralt for verdens utvikling og det vil være et stort behov for materialteknologer også fremover

Læringsutbytte

Læringsutbytte

studyprogramme-info-portlet

Læringsutbytte

En student som har fullført programmet, forventes å ha oppnådd følgende læringsutbytte, definert i kunnskap, ferdigheter og generell kompetanse:

Kunnskap

Materialteknologen

  • Kan vurdere hvordan materialenes (metaller, keramer, kompositter, plaster og/eller enkelte funksjonelle materialer) mikrostruktur og bruksegenskaper styres av deres kjemiske sammensetning og av hvordan de blir produsert og behandlet
  • Har bred og påbyggende kunnskap innen materialteknologi, materialkarakterisering (med laboratorieerfaring), materialegenskaper, bærekraftig materialfremstilling og elektrokjemi samt grunnleggende kunnskaper innen transportfenomener, fluiddynamikk, varmestrømning, mekanikk og bærekraftanalyser
  • Har grunnleggende teorikunnskap og praktisk kunnskap innen viktige karakteriseringsteknikker for materialer; lysmikroskopi, elektronmikroskopi og røntgendiffraksjon i tillegg til mekaniske og kjemiske egenskaper
  • Har betydelige basiskunnskaper i de matematisk-naturvitenskaplige emnene matematikk, fysikk, kjemi, termodynamikk, statistikk og informatikk som danner grunnlaget for de teknologiske og avanserte emnene i studieprogrammet
  • Kjenner til og forstår de grunnleggende elementene i bærekraftig utvikling, spesielt materialers rolle og kan beskrive kompleksiteten i bærekraftig utvikling og sirkulær økonomi
  • Har grunnleggende kunnskaper innen teknologiledelse, entreprenørskap, innovasjonsprosesser, digitalisering, økonomi samt god kunnskap innen helse miljø og sikkerhet
  • Har avanserte kunnskaper og tilstrekkelig faglig innsikt til å ta i bruk nye forskningsresultater innen en av studieprogrammets tre hovedprofiler; Ressurser, energi og miljø, Materialutvikling og -bruk eller Materialer for energiteknologi

Hovedprofil 1. Ressurser, energi og miljø

Materialteknologen

  • Har inngående kunnskaper om bærekraftige framstillings-, raffinerings- og resirkuleringsprosesser med hovedfokus på ressurser, energi og miljøforhold i ferrolegerings- og lettmetallindustrien, inklusive karbotermiske prosesser, elektrolyse og raffinerings-prosesser
  • Har dyptgående innsikt og forståelse av hva som bestemmer kjemisk tilstand, spesielt i heterogene systemer ved høy temperatur og hvordan dette kan beskrives termodynamisk og i fasediagram
  • Har avanserte kunnskaper innen flere av følgende: industrielle transportfenomener som varme- og massetransport for énfase- og flerfasesystemer, reaksjonskinetikk, prosessmodellering målemetoder og eksperimentelle metoder og teknikker

Hovedprofil 2. Materialutvikling og -bruk

Materialteknologen

  • Har inngående kunnskaper om utvikling av avanserte materialer (kompositter, nanostrukturerte materialer og legeringer), materialvalg og bærekraftig utvikling, samt videreutvikling og bruk av konstruksjonsmaterialer
  • Har inngående innsikt i sammenhengen mellom materialenes kjemiske sammensetning, prosessering, mikrostruktur og egenskaper, samt resirkulering av materialer
  • Har avanserte kunnskaper innen flere av følgende: korrosjon, bruddmekanikk, metallografiske- og elektronoptiske metoder, metallenes mekaniske egenskaper, utmatting, utvalgte funksjonelle egenskaper, støping, sammenføyning, polymerer, tribologi, fasetransformasjoner, krystallografi, krystallplastisitet, metallforming og numerisk materialmodellering

Hovedprofil 3. Materialer for energiteknologi

Materialteknologen

  • Har avanserte teoretiske og praktiske kunnskaper knyttet til flere av de mest sentrale funksjonelle materialer som deltar funksjonelt i energiproduksjon, energiomsetning og/eller energilagring med vekt på fornybar energi og relaterte felt, herunder solceller, brenselceller, elektrolysører, termoelektrika og batterier
  • Har avanserte kunnskaper innen et eller flere av følgende: i) elektrokjemisk termodynamikk og kinetikk, ii) struktur og egenskaper (inklusive korrosjon) til metaller, keramer og kompositter, iii) elektronstruktur og funksjonelle egenskaper for faste stoffer, iv) moderne beregningsmetoder for strukturmodellering og egenskaper
  • Har avansert kunnskap om sentrale eksperimentelle metoder innen valgt hovedprofil


Ferdigheter

Materialteknologen

  • Kan løse avanserte materialteknologiske utfordringer innen industri og forskning på en selvstendig og systematisk måte ved å analysere problemstillinger, formulere deloppgaver og frambringe innovative og bærekraftige løsninger
  • Kan analysere og forbedre materialegenskaper og materialteknologiske prosesser for framstilling, raffinering og bearbeiding (smeltebehandling, termiske forhold, deformasjonsbetingelser, overflatebehandlinger, sveisebetingelser, osv.)
  • Kan bruke og utvikle alternative og innovative løsninger av materialrelaterte problemstillinger ved valg av materialer for spesifikke anvendelser, materialbehandlinger og forhold tilpasset ulike bruksområder.
  • Kan selvstendig gjennomføre undersøkelser som kan belyse om foreslåtte teknologiske og økonomiske metoder og teknikker er samfunnsmessig akseptable samt i tråd med gjeldende forskningsetiske normer
  • Kan bruke avansert vitenskapelig utstyr for karakterisering av mikrostruktur og egenskaper til utvalgte materialer, avhengig av hovedprofil og spesialisering
  • Kan lede prosjekter og en produksjonsenhet knyttet til materialteknologisk virksomhet (metallproduksjon, støping eller videre bearbeiding) på en effektiv, økonomisk og samfunnsnyttig måte

Ressurser, energi og miljø

Materialteknologen

  • Kan beregne energiforbruk for de enkelte prosessene og evaluere reduksjon av energiforbruk og metoder for energigjenvinning
  • Kan måle og beregne industrielle masse- og varmestrømmer
  • Kan beregne og kontrollere sammensetningen til sluttprodukter
  • Kan evaluere energi- og miljøkonsekvenser for industrielle prosesser

Materialutvikling og -bruk

Materialteknologen

  • Kan arbeide med forbedring og videreutvikling av produksjonsprosesser, enten selvstendig eller i samarbeid med et forskningsmiljø
  • Kan velge ut riktige typer materialer, sammenføyningsmetoder og korrosjonsforebyggende tiltak for ulike bruks- og driftsbetingelser
  • Kan iverksette undersøkelser, selvstendig eller i samarbeid med et forskningsmiljø, for å komme fram til riktig materialvalg og -behandling

Materialer for energiteknologi

Materialteknologen

  • Kan velge ut riktig typer materialer for utvalgte funksjonelle materialer, samt improvisere og videreutvikle funksjonaliteten til enkelte materialer som brukes i en eller flere energikonverteringsenheter eller andre utvalgte prosesser
  • Kan analysere og vurdere sammenhengen mellom materialkvalitet og ytelse innenfor valgt spesialisering
  • Kan karakterisere materialer med funksjonelle egenskaper som elektronisk og ionisk ledningsevne, isolerende, magnetiske, katalytiske og/eller mekaniske egenskaper
  • Kan utføre avanserte beregninger knyttet til materialdesign for utvalgte prosesser

Generell kompetanse

Materialteknologen kan:

  • Gi velstrukturerte presentasjoner for både fagfolk og ikke-spesialister med og uten moderne presentasjonsmidler
  • Skrive velstrukturerte og klare rapporter og bidrag til vitenskapelige publikasjoner
  • Formidle etterspurt kunnskap og resultater på en klar og overbevisende måte
  • Kunne lese, tolke og oppsummere engelskspråklig faglitteratur skriftlig og muntlig
  • Vurdere og forutsi teknologiske, etiske og samfunnsmessige effekter av eget arbeid og ta ansvar for arbeidets virkning på en bærekraftig og samfunnsmessig utvikling
  • Gjennomføre risikoanalyser og kjenne sikkerhetsinstrukser for eget arbeid
  • Sette seg inn i hovedlinjene i kunnskapsutviklingen av eget fagfelt for å sikre faglig oppdatering
  • Ha god kontakt med fageksperter og være i stand til å etablere internasjonale faglige nettverk
  • Kan arbeide selvstendig og i tverrfaglige grupper og samarbeide effektivt med spesialister og ta egne initiativ.

Hva er materialteknolog

To studenter smiler mens de gjør gruppeoppgaver. Foto

Foto: Kim Ramberghaug/NTNU

Hva er materialteknologi?

Materialteknologi er en av menneskehetens viktigste vitenskaper. Det er ikke tilfeldig at de ulike tidsaldrene er oppkalt etter hvilke materialer vi har hatt kunnskap til å fremstille og bruke. Steinalderen, bronsealderen og jernalderen har alle diktert hvilke muligheter mennesker har hatt. Materialteknologi har dannet grunnlaget for fremgang i andre vitenskaper og kalles derfor ofte en muliggjørende teknologi.

I dag er materialenes egenskaper noe folk flest kanskje ikke tenker over, men kunnskap om materialer er fremdeles en forutsetning for ny og forbedret teknologi.

Navnet materialteknologi er veldig beskrivende. Det omfatter alt vi lager ting av, som betong, glass, polymerer (plast), metaller, halvledere, keramer og oksider. Ved sivilingeniørstudiet i materialteknologi på NTNU ligger fokus på de områdene som er sterkt representert i norsk industri og forskning. Det vil si produksjon og bearbeiding av metaller som aluminium og silisium, og utvikling av materialer med spesielle egenskaper. Dette kan være sterke og seige ståltyper, biomedisinske implantat, og uorganiske material for bruk i solceller, batterier og andre teknologier for fornybar energi. Bruksområdene for norsk materialteknologi er mange.

Uansett hvilket av disse bruksområdene det er snakk om, handler fagfeltet om alle stadiene fra forbedring av fremstillingsprosess og resirkulering av materialer til utvikling av nye materialtyper.  Design og produksjon av ny teknologi skjer ofte ved hjelp av avanserte datasimuleringer av prosessen.

Fremstilling av materialer er ofte veldig energikrevende, eller det kan være forbundet med uønskede utslipp som for eksempel av CO2. I denne sammenhengen handler materialteknologi om å forstå og kontrollere fremstillingsprosessen slik at energiforbruket, miljøpåvirkningen og kostnader reduseres, samtidig som kvaliteten på produktet forbedres.

Materialteknologi handler også om hvordan man kan skreddersy materialers egenskaper. Et fly trenger materialer som er lette og sterke, et litium-ionbatteri må lagre mye energi og lades ut fort, en solcelle må klare å utnytte energien fra sollyset på en effektiv måte – og en skyskraper må være så sterk, solid og sikker som mulig. For å oppnå dette kreves det en forståelse av sammenhengen mellom materialenes makroskopiske egenskaper og mikroskopisk struktur, samt kjemisk sammensetning og fremstillingsmetode.

Som materialteknologistudent vil du ta del i utviklingen av et av verdens viktigste og mest fremtidsrettede vitenskapsområder.