Zestawienie treści kształcenia na kierunku inżynieria materiałowa

Transkrypt

1 Zestawienie treści kształcenia na kierunku inżynieria materiałowa Zestawienie zawiera wyłącznie zagadnienia wymienione w standardach Dz. U. nr 164, Poz. 1166, Załącznik 51 Standardy kształcenia dla kierunku studiów: Inżynieria materiałowa część A. Studia pierwszego stopnia, które zostały posegregowane i dostosowane do obowiązującego planu studiów. Lp. Nazwa przedmiotu Treści kształcenie realizowane w ramach przedmiotu A. PRZEDMIOTY KSZTAŁCENIA OGÓLNEGO 1 Język angielski w wymiarze 120 godzin, Wychowanie fizyczne Ochrona własności intelektualnej Technologie informacyjne w wymiarze 60 godzin Geneza ochrony praw autorskich i pokrewnych oraz własności przemysłowej w Polsce, prawo rzeczowe, prawo wynalazcze, Ochrona prawna projektów wynalazczych, Rejestracja wynalazku w Biurze Patentowym. Przedmiot ochrony prawa autorskiego: utwór, utwór zależny, utwór inspirowany, fotografia, tytuł, wzór przemysłowy, wzór zdobniczy. Ochrona praw pokrewnych. Umowy licencyjne, ich znaczenie, treść i rodzaje. Znaki towarowe. Oznaczenia geograficzne. Zwalczenie nieuczciwej konkurencji. Autorskie prawa osobiste. Autorskie prawa majątkowe. Budowa komputera. Edytor tekstowy MS Word (formatowanie tekstu, paski narzędziowe, znaki tabulacyjne). Arkusz kalkulacyjny MS Excel (paski narzędziowe, adresowanie komórek, posługiwanie się kreatorem funkcji, przegląd wybranych funkcji). Programowanie w MS Office (zarys języka Visual Basic for Application, programy wspomagające pracę użytkownika - przykłady, posługiwanie się Debuggerem). Klasyczny edytor grafiki wektorowej CorelDraw (krzywe Beziér, operacje 3D, klonowanie i przekształcenia morfologiczne. Projektowanie prezentacji w MS PowerPoint (projektowanie slajdu, efekty multimedialne: animacje i dźwięki, wzorce szablonu i kreator prezentacji, obsługa akcji i eksportowanie prezentacji do sieci WWW. 5 Przedmiot humanistyczny do wyboru Treści humanistyczne w wymiarze nie mniejszym niż 60 godzin. s. 1/8

2 B. GRUPA TREŚCI PODSTAWOWYCH 6 Algebra 7 8 Analiza matematyczna Statystyka i rachunek prawdopodobieństwa 9 Fizyka Podstawy geometrii analitycznej. Algebra macierzy. Rozwiązywanie układów algebraicznych równań liniowych. Liczby zespolone (postać algebraiczna, trygonometryczna i wykładnicza liczby zespolonej, działania na liczbach zespolonych). Macierze i wyznaczniki (macierz odwrotna, rząd macierzy, metody wyznaczania rzędu macierzy) Układy równań liniowych. Struktury algebraiczne (działania wewnętrzne, własności działań, definicja półgrupy, grupy i grupy abelowej. Rachunek różniczkowy i całkowy funkcji jednej zmiennej. Szeregi liczbowe. Różniczkowanie i całkowanie funkcji wielu zmiennych. Równania różniczkowe zwyczajne. Elementy logiki matematycznej. Elementy matematyki dyskretnej. Funkcje, relacje i zbiory. Kombinatoryka i rekurencja. Elementy rachunku wektorowego, tensorowego i operatorowego. Podstawowe pojęcia i metody kombinatoryki. Algebra zdarzeń. Pojęcia i podstawowe własności prawdopodobieństwa. Prawdopodobieństwo warunkowe. Prawdopodobieństwo zdarzenia w serii doświadczeń niezależnych. Zmienne losowe jedno i wielowymiarowe. Analiza współzależności zmiennych dwuwymiarowych. Estymacja parametrów jednej zmiennej. Parametryczne testy istotności. Nieparametryczne testy istotności. Zasady dynamiki układów punktów materialnych. Elementy mechaniki relatywistycznej. Podstawowe prawa elektrodynamiki i magnetyzmu. Zasady optyki geometrycznej i falowej. Elementy optyki relatywistycznej. Dyfrakcja, interferencja i polaryzacja fal. Spójność światła. Fizyka laserów. Podstawy akustyki. Mechanika kwantowa i budowa materii. Promieniowanie rentgenowskie. Promieniotwórczość. Przemiany jądrowe. Energetyka jądrowa. Elementy fizyki ciała stałego i fizyki metali. Metale i półprzewodniki. 10 Chemia Budowa pierwiastków i związków chemicznych. Elementy chemii nieorganicznej. Kwasy, zasady, sole. Typy reakcji reakcje utleniania i redukcji. Elementy chemii organicznej. Węglowodory, ropa naftowa. Polimery. Stany skupienia materii. Elementy termodynamiki chemicznej. Termochemia. Równowaga chemiczna. Kinetyka chemiczna. Elektrochemia. Elementy spektroskopii. Elementy chemii procesowej. Podstawy metalurgii. s. 2/8

3 Komputerowe wspomaganie prac inżynierskich Materiały inżynierskie Grafika inżynierska Krystalografia/ procesy dyfuzji Architektura systemów komputerowych. Podstawy algorytmiki. Bazy danych i relacyjne bazy danych. Kompilatory i języki programowania. Programowanie proceduralne i obiektowe. Techniki multimedialne. Oprogramowanie i narzędzia internetowe: tworzenie stron www, tekst, grafika, animacja, dźwięk na stronach internetowych. Systemy komputerowego wspomagania prac inżynierskich w inżynierii materiałowej i technice. Stale niestopowe. Stale stopowe konstrukcyjne maszynowe. Stale i stopy żelaza o szczególnych właściwościach. Odlewnicze stopy żelaza. Aluminium i jego stopy. Miedź i jej stopy. Inne metale nieżelazne. Tworzywa ceramiczne i szkła. Materiały spiekane. Materiały polimerowe. Kompozyty. Materiały dla elektroniki, optyki i optoelektroniki. Materiały funkcjonalne biomedyczne i biomimetyczne. Warunki pracy oraz mechanizmy zużycia i dekohezji materiałów inżynierskich. Procesy zużycia i niszczenia materiałów inżynierskich. Podstawy geometrii wykreślnej. Rzutowanie prostokątne jako metoda geometrycznego kształtowania form technicznych. Wymiarowanie, oznaczanie tolerancji kształtu i położenia oraz stanu powierzchni w zapisie konstrukcji. Graficzny zapis połączeń elementów maszyn. Graficzny zapis przekładni mechanicznych. Zapis konstrukcji przekładni mechanicznych i mechanizmów analiza rysunków wykonawczych i złożeniowych oraz schematów. Materia, składniki materii. Symetria w budowie wewnętrznej, zewnętrznej kryształów. Charakterystyka podstawowych typów struktur. Podstawy termodynamiczne. Sposoby ruchu atomów w sieci krystalicznej. Rodzaje i prawa dyfuzji. Synteza w fazie stałej. C. GRUPA TREŚCI KIERUNKOWYCH 15 Wprowadzenie do metrologii Podstawy błędów pomiarowych, narzędzia pomiarowe, systemy pomiarowe analogowe i cyfrowe, systemy pomiarowe, analogowe i cyfrowe, zasady techniki pomiarów. s. 3/8

4 Podstawy nauki o materiałach Mikroskopowe metody i techniki badań Komputerowe systemy pomiarowe Materia i jej składniki. Oddziaływania międzyatomowe i międzycząsteczkowe. Struktura faz skondensowanych. Sieć krystaliczna, elementy krystalografii i krystalochemii. Defekty struktury krystalicznej. Optyczne, elektryczne i magnetyczne własności materiałów. Sprężystość i plastyczność. Monokryształy, polikryształy, materiały wielofazowe, granice rozdziału. Zjawiska powierzchniowe. Własności powierzchni fazowych adsorpcja, adhezja. Fazy równowaga fazowa, polimorfizm. Dyfuzja i prawa dyfuzji. Procesy strukturalne i przemiany fazowe. Polimeryzacja, polikondensacja, poliaddycja, witryfikacja i krystalizacja. Procesy umocnienia materiałów. Odkształcenie plastyczne i procesy aktywowane cieplnie. Przemiany fazowe w stanie stałym, przemiany dyfuzyjne i bezdyfuzyjne. Pokrycia i warstwy powierzchniowe. Struktura i własności materiałów amorficznych i nanostrukturalnych. Zależność między strukturą i własnościami materiałów inżynierskich. Kryteria doboru materiałów inżynierskich i kształtowania ich własności. Warunki pracy i mechanizmy zużycia i dekohezji materiałów pękanie, zmęczenie, pełzanie, korozja, zużycie trybologiczne. Tendencje rozwojowe nauki o materiałach. Makro i mikrostruktura materiału: parametry struktury, Właściwości optyczne metali, widmo fali elektromagnetycznej, oddziaływanie promieniowania z materią, emisja i absorpcja promieniowania. Mikroskopy optyczne, budowa, parametry, zasada działania, wady układów optycznych i sposoby ich suwania. Techniki badań mikroskopowych, obserwacje w jasnym i ciemnym polu, kontrast fazowy, interferencyjny i światło spolaryzowane, zastosowanie poszczególnych metod obserwacji dla różnych struktur. Elementy stereologii, stereologiczne metody pomiaru wielkości ziarn i faz, wyznaczanie udziału objętościowego faz, pomiar powierzchni względnej i bezwzględnej granic ziarn lub faz. Mikroskopia elektronowa, falowe właściwości wiązki elektronowej, oddziaływanie wiązki elektronowej z materiałami, dyfrakcja na sieci krystalicznej. Mikroskopy tunelowe, sił atomowych, kwantowy efekt tunelowy, równanie Nordheima. Prognozy rozwoju badań mikroskopowych. Klasyfikacja i struktura systemów pomiarowych, Podstawowe czujniki pomiarowe wielkości elektrycznych i nieelektrycznych (temperatury, masy, przyśpieszenia, ciśnienia ). Przetworniki A/C i C/A, twierdzenie o próbkowaniu, błędy kwantowania, dokładność pomiaru, synchronizacja pomiarów kilku wielkości jednocześnie. Graficzny system zarządzania pomiarem na przykładzie programu LabView, Karty pomiarowe, interfejsy komunikacyjne, Przyrządy wirtualne, wizualizacja pomiarów, opracowanie danych pomiarowych w programie LabView, Przykłady komputerowych systemów pomiarowo-diagnostycznych s. 4/8

5 Technologie laserowe Komputerowe wspomaganie projektowania materiałowego Inżynieria wytwarzania Podstawy konstrukcji maszyn Budowa lasera. Właściwości promieniowania generowanego przez laser, Widmo promieniowania lasera, Optyczna pętla sprzężenia zwrotnego rezonatory laserowe, Ogólne własności matryc i aktywatorów, Poziomy energetyczne aktywatorów w kryształach, Lasery półprzewodnikowe, porównanie diody i lasera, Oddziaływanie promieniowania laserowego z materią, Wybrane zastosowania laserów w technice nauce i medycynie Zasady doboru materiałów inżynierskich. Rola projektowania materiałowego w projektowaniu inżynierskim produktów i procesów ich wytwarzania. Elementy i fazy projektowania inżynierskiego. Czynniki funkcjonalne i zagadnienia jakości wytwarzania produktów. Czynniki socjologiczne, ekologiczne i ekonomiczne w projektowaniu inżynierskim. Metodyka projektowania materiałowego. Komputerowe wspomaganie projektowania materiałowego CAMD (Computer Aided Materials Design). Zależności projektowania materiałowego i technologicznego produktów i ich elementów. Podstawowe czynniki uwzględniane podczas projektowania technologicznego. Źródła informacji o materiałach inżynierskich. Informatyczne bazy danych o materiałach inżynierskich. Podstawy komputerowej nauki o materiałach. Metody numeryczne symulacji zjawisk i procesów fizycznych oraz predykcji własności materiałów. Metody pozyskiwania diagramów równowag fazowych. Stosowanie technik komputerowych w badaniach struktury i własności materiałów. Zbieranie i numeryczna analiza danych pomiarowych. Metody sztucznej inteligencji w modelowaniu, symulacji i predykcji struktury i własności materiałów inżynierskich. Podstawowe zagadnienia teoretyczne z zakresu obróbki skrawaniem. Materiały na elementy maszyn. Półfabrykaty na elementy maszyn. Jakość wykonania elementów maszyn. Dokładność obróbki. Zagadnienia wymiarowe w inżynierii wytwarzania. Zagadnienia ustalania i mocowania części do obróbki. Konwencjonalne metody obróbki. Obróbka ścierna. Właściwości obrabianych elementów. Kształtowanie właściwości warstwy wierzchniej. Proces technologiczny wytwarzania części maszyn. Normowanie operacji technologicznych. Typy produkcji. Koszty i organizacja produkcji. Wytrzymałość zmęczeniowa, przekładnie zębate, przekładnie obiegowe, algorytm obliczeń przekładni stożkowo-walcowej zamkniętej, hipotezy wytężeniowe w obliczaniu połączeń, elementy teorii smarowania, obliczenia łożysk ślizgowych i tocznych, sztywność, drgania, wyważanie statyczne i dynamiczne wałów, formy konstrukcyjne wałów i kształtowanie wałów maszynowych, obliczenia połączeń wciskowych, obliczanie wybranych połączeń gwintowych, elementy podatne (sprężyny i gumowe elementy podatne): rodzaje i obliczenia. Złącza w układach napędowych, rozwiązania konstrukcyjne przykładowych złącz sztywnych, półsztywnych, elastycznych i przegubowych. Kinematyka przegubu krzyżakowego. s. 5/8

6 Mechanika techniczna Wytrzymałość materiałów Mechanika płynów Elementy teorii maszyn i mechanizmów oraz mechaniki analitycznej. Siła i jej odwzorowanie. Stopnie swobody układu materialnego. Modele więzów - ich oddziaływanie. Siły czynne i bierne. Układy statycznie wyznaczalne. Przeguby w układach prętowych. Zjawisko tarcia. Pojęcia wstępne kinematyki; równania ruchu punktu; prędkość i przyspieszenie punktu. Stopnie swobody ciała sztywnego. Ruchy ciała sztywnego (płaski, złożony, postępowy). Energia kinetyczna punktu materialnego. Kręt ciała sztywnego w ruchu ogólnym i kulistym. Podstawy mechaniki komputerowej. Techniki komputerowe w mechanice. Rozciąganie i ściskanie. Elementy teorii stanu naprężeń i odkształceń. Ścinanie. Geometryczne momenty bezwładności figur płaskich. Skręcanie prętów kołowych. Zginanie. Wytrzymałość złożona. Wyboczenie sprężyste i niesprężyste prętów ściskanych. Wytrzymałość zmęczeniowa. Analiza wytężania elementów maszyn. Podstawy teorii drgań układów mechanicznych. Statyka płynów. Elementy kinematyki płynów. Dynamika płynów doskonałych. Równanie Bernoulliego. Dynamika płynów lepkich. Przepływ cieczy lepkiej w przewodach pod ciśnieniem. Przepływy przez kanały zamknięte i otwarte. Elementy teorii laminarnej warstwy przyściennej. 26 Elektronika Zarządzanie i organizacja pracy Ergonomia i bezpieczeństwo pracy Badania nieniszczące Podstawy elektrostatyki i elektromagnetyzmu. Obwody elektryczne prądu stałego i przemiennego. Moc i energia w obwodach jednofazowych i trójfazowych. Transformator. Maszyny: szeregowa i bocznikowa prądu stałego oraz asynchroniczna i synchroniczna prądu przemiennego. Silniki elektryczne. Struktura i projektowanie napędu elektrycznego. Przyrządy półprzewodnikowe. Elementy bezzłączowe, diody, tranzystory, wzmacniacze mocy, wzmacniacze operacyjne w układach liniowych i nieliniowych. Sposoby wytwarzania drgań elektrycznych, generatory. Układy prostownikowe i zasilające. Stabilizowane zasilacze parametryczne, kompensacyjne i impulsowe. Układy dwustanowe i cyfrowe. Arytmetyka cyfrowa i funkcje logiczne. Wybrane półprzewodnikowe układy cyfrowe. Schematy blokowe i architektura mikrokomputerów. Elementy techniki mikroprocesorowej. Zastosowania materiałów w elektronice. Podstawy teorii zarządzania i organizacji pracy. Elementy struktury organizacyjnej. Projektowanie organizacji. Motywowanie pracownika do pracy. Jakość pracy i produktu kryteria. Elementy ochrony środowiska i ekologii. Podstawy ergonomii klasycznej. Fizjologiczne aspekty organizacji pracy. Psychologia a organizacja pracy. Humanizacja organizacji pracy Niszczące i nieniszczące metody badania wyrobów. Charakterystyka metod badań nieniszczących, w tym ich podstawy fizyczne, najczęściej stosowane metody badań nieniszczących. Porównanie i zasady doboru nieniszczących metod kontroli wyrobów. s. 6/8

7 Podstawy programowania Rentgenowskie metody analizy Metody fizyczne badań materiałów Technologie procesów materiałowych Elementy spektroskopii w inżynierii materiałowej 35 Termodynamika techniczna 36 Mikroelektronika i schemotechnika Kompilatory i języki programowania. Programowanie proceduralne. Języki programowania wysokiego poziomu. Promieniowanie rentgenowskie i jego własności. BHP przy pracy z promieniowaniem rtg. Krystaliczna budowa ciał stałych. Kierunki i płaszczyzny w kryształach. Wskaźniki Millera. Sieć odwrotna. Dyfrakcja rentgenowska na kryształach. Prawo Bragga. Doświadczalne metody dyfrakcyjne. Analiza krystalograficzna i fazowa dyfraktogramów. Mikroanaliza rentgenowska. Fluorescencja rentgenowska. Metody optyczne. Metody spektroskopowe. Mikroskopia elektronowa. Metody rentgenowskie. Metody badania powierzchni materiałów w skali atomowej. Metody elektro-fizyczne. Metody badań materiałów magnetycznych. Metody badań materiałów nadprzewodzących. Metody badań materiałów ciekłokrystalicznych. Metody badań polimerów. Odlewnictwo. Metalurgia proszków. Technologie wytwarzania materiałów polimerowych, ceramicznych, kompozytowych i nanostrukturalnych. Inżynieria powierzchni. Technologie łączenia metali. Materiały i półfabrykaty. Klasyczne i kwantowe ujęcie zagadnienia drgań cząsteczki, Spektroskopia dyspersyjna i fourierowska w podczerwieni, klasyfikacja drgań cząsteczki. Zastosowanie temperaturowej spektroskopii oscylacyjnej do wyznaczania funkcji termodynamicznych przemian chemicznych oraz badania ruchów stochastycznych grup funkcyjnych w cząsteczce w oparciu o profil pasma. Podstawy termodynamiki fenomenologicznej, systemy otwarte, jednoskładnikowe i wieloskładnikowe, wybrane metody analizy maszyn i urządzeń cieplnych, wybrane elementy dynamiki gazów, wybrane elementy termodynamiki reakcji chemicznych Sygnały cyfrowe i analogowe. Modele podstawowych elementów półprzewodnikowych, podstawowe operacje logiczne i układy logiczne. Układy sekwencyjne. Przerzutniki. Wzmacniacze operacyjne. Układy zasilające D. PRZEDMIOTY SPECJALIZACYJNE : NANOTECHNOLOGIA I MATERIAŁY NANOKOMPOZYTOWE Technologie wzrostu kryształów Materiały nanokompozytowe Kryształy idealne. Kryształy rzeczywiste. Fizyczne podstawy wzrostu kryształów. Metody wytwarzani warstw krystalicznych. Epitaksja. Tyglowe metody otrzymywania monokryształów objętościowych. Modelowanie procesów wzrostu kryształów w skali atomowej. Budowa fizyko-chemiczna a właściwości polimerów. Składniki tworzyw sztucznych. Klasyfikacja polimerów. Tworzywa termoplastyczne. Tworzywa termoutwardzalne. Tworzywa chemoutwardzalne. Budowa materiałów ceramicznych. Ogólne zasady wyboru do produkcji kompozytów. Biomateriały ceramiczne. Cermetale s. 7/8

8 Powierzchnia ciała stałego. Zjawiska na granicy ciało stałe - gaz, ciało Technologie stałe - ciecz, ciało stałe - ciało stałe. Istota inżynierii powierzchni. pokryć ochronnych Techniki wytwarzania warstw wierzchnich i powłok. Kryteria doboru warstw wierzchnich i powłok Chemiczna obróbka metali i półprzewodników Nanotechnologie i nanoobiekty Chemiczne metody obróbki powierzchni półprzewodników oraz ich zastosowania. Technika usuwania materiału trawienie (mokre i suche), litografia. Metody polegających na tworzeniu nowych warstw: utlenianiu, epitaksji i metod naparowania próżniowego. Podstawy i koncepcja nanomateriałów, struktura i modele struktury. Defekty sieciowe nano-strukturalnych materiałów. Metody otrzymywania nanomateriałów. D. PRZEDMIOTY SPECJALIZACYJNE : TECHNOLOGIE MATERIAŁÓW LOTNICZYCH 42 Procesy przeróbki plastycznej 43 Obróbka cieplna Metalurgia i odlewnictwo Warunki plastyczności i ich interpretacja geometryczna. Plastyczność. Wpływ warunków odkształcenia na plastyczność. Kontrolowana przeróbka plastyczna. Zmiany własności pod wpływem przeróbki plastycznej na zimno i na gorąco, krzywe umocnienia. Tarcie i smarowanie w procesach przeróbki plastycznej. Procesy dyfuzji; podstawy termodynamiczne i kinetyczne przemian fazowych w metalach; procesy wymiany ciepła i atmosfery ochronne; rodzaje wyżarzań; hartowanie i odpuszczanie; obróbka cieplna stali stopowych; obróbka powierzchniowa; urządzenia do obróbki cieplnej; wady obróbki cieplne. Wykorzystanie wykresów równowagi oraz wykresów czas-temperatura-przemiana (CTP) w obróbce cieplnej. Podstawowe pojęcia z zakresu budowy stopów, właściwości użytkowych i technologicznych oraz ich otrzymywania w wyniku procesów metalurgicznych. Wytwarzanie odlewów. Rodzaje mas formierskich i rdzeniowych. Metody wykonania form i odlewania. zasady projektowania układów wlewowych i zasilających. Wykorzystanie techniki komputerowej do projektowania technologii. Stopy o specjalnych właściwościach i przeznaczeniu skład chemiczny, właściwości, zastosowanie, technologia topienia i Technologia odlewania. Techniki otrzymywania metali o wysokiej czystości. Metale stopów specjalnych szlachetne i ich stopy. Metale i stopy dla elektroniki i elektrotechniki. Materiały kompozytowe. Materiały wytwarzane techniką metalurgii proszków. s. 8/8