Nazwa modułu: Syntetyczne materiały węglowe Rok akademicki: 2013/2014 Kod: CIM-2-107-BK-s Punkty ECTS: 5 Wydział: Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Kierunek: Inżynieria Materiałowa Specjalność: Biomateriały i kompozyty Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 1 Strona www: Osoba odpowiedzialna: dr hab. inż. Frączek-Szczypta Aneta (afraczek@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: prof. dr hab. inż. Błażewicz Stanisław (blazew@agh.edu.pl) dr hab. inż. Frączek-Szczypta Aneta (afraczek@agh.edu.pl) Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 Zna podstawowe definicje dotyczące naturalnych i IM2A_W14 Odpowiedź ustna M_W002 Zna podstawowe oprecje technologiczne w produckji wyrobów węglowografitowych. IM2A_W09, IM2A_W14, IM2A_W15 Odpowiedź ustna M_W003 Zna metody otrzymywania syntetycznych materiałów węglowych: grafitu, diamentu, węgli aktywnych, włókien węglowych i nanostruktur IM2A_W03, IM2A_W07, IM2A_W14, IM2A_W15 Wykonanie ćwiczeń M_W004 Zna i rozumie zjawiska fizykochemiczne zachodzące podczas obróbki termicznej prekursorów dla materiałów IM2A_W03, IM2A_W14 Odpowiedź ustna M_W005 Posiada wiedzę na temat syntetycznych materiałów węglowych oraz zna potencjalne możliwości ich zastosowania w technice i medycynie. IM2A_W14, IM2A_W15, IM1A_W06 Umiejętności 1 / 6
M_U001 Potrafi przewidzieć i wskazać czynniki odpowiedzialne za powodzenie procesów otrzymywania materiałów węglowografitowych. IM2A_U09, IM2A_U16 M_U002 Umie wskazać jakie cechy materiałów węglowych będą decydowały o zastosowaniu ich w danych gałęziach techniki i medycyny. IM2A_U09, IM2A_U11 M_U003 Umie przeprowadzić syntetyczną analizę danych literaturowych i na tej podstawie przygotować prezentację dotyczącą konkretnego zastosowania syntetycznych materiałów węglowych oraz wskazać dalsze kierunki rozwoju tych materiałów w danym obszarze. IM2A_U01, IM2A_U02, IM2A_U04, Odpowiedź ustna, Aktywność na zajęciach, Udział w dyskusji M_U004 Potrafi zaprojektować sposób otrzymywania materiałów węglowych w tym nanomateriałów. IM2A_U04, IM2A_U08, IM2A_U11, IM2A_U13 Udział w dyskusji, Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych Kompetencje społeczne M_K001 Jest świadomy znaczenia rozwoju technologii węglowych oraz rozumie ważność ich wpływu na rozwój tradycyjnych i nowoczesnych technologii. IM2A_K06 M_K002 Prawidłowo interpretuje problemy dotyczące technologii syntetycznych materiałów IM2A_K07 Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład Ćwiczenia audytoryjne Ćwiczenia laboratoryjne Ćwiczenia projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne Inne terenowe E-learning Wiedza M_W001 M_W002 M_W003 Zna podstawowe definicje dotyczące naturalnych i Zna podstawowe oprecje technologiczne w produckji wyrobów węglowografitowych. Zna metody otrzymywania węglowych: grafitu, diamentu, węgli aktywnych, włókien węglowych i nanostruktur 2 / 6
M_W004 M_W005 Umiejętności M_U001 M_U002 M_U003 M_U004 Zna i rozumie zjawiska fizykochemiczne zachodzące podczas obróbki termicznej prekursorów dla materiałów Posiada wiedzę na temat węglowych oraz zna potencjalne możliwości ich zastosowania w technice i medycynie. Potrafi przewidzieć i wskazać czynniki odpowiedzialne za powodzenie procesów otrzymywania materiałów węglowo-grafitowych. Umie wskazać jakie cechy materiałów węglowych będą decydowały o zastosowaniu ich w danych gałęziach techniki i medycyny. Umie przeprowadzić syntetyczną analizę danych literaturowych i na tej podstawie przygotować prezentację dotyczącą konkretnego zastosowania węglowych oraz wskazać dalsze kierunki rozwoju tych materiałów w danym obszarze. Potrafi zaprojektować sposób otrzymywania materiałów węglowych w tym nanomateriałów. - - - - - + - - - - - - - - - - + - - - - - Kompetencje społeczne M_K001 M_K002 Jest świadomy znaczenia rozwoju technologii węglowych oraz rozumie ważność ich wpływu na rozwój tradycyjnych i nowoczesnych technologii. Prawidłowo interpretuje problemy dotyczące technologii syntetycznych materiałów Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Węgiel - pierwiastek, właściwości, nazewnictwo. Technologie wyrobów węglowo-grafitowych oraz zastosowanie tych materiałów w technice. 3 / 6
definicje, podstawowe rodzaje wyrobów z węgla i grafitu, surowce, przygotowanie surowca, podstawowe operacje technologiczne w produkcji wyrobów węglowografitowych (kalcynacja, rozdrabnianie, mieszanie, przygotowanie mas do formowania, formowanie, wypalanie, nasycanie, grafityzacja, elektrografityzacja), zastosowanie materiałów węglowo-grafitowych w przemyśle metalurgicznym, chemicznym, elektronicznym, jądrowym, w ogniwach paliwowych, w ogniwach słonecznych. Otrzymywanie i zastosowanie diamentu syntetycznego. Otrzymywanie, własciwości i zastosowanie włókien rodzaje prekursorów włókien węglowych, otrzymywanie włókien węglowych z poliakrylonitrylu oraz paku mezofazowego,otrzymywanie włókien z fazy gazowej, omówienie procesów fizykochemicznych zachodzących podczas podczas obróbki termicznej prekursorów włókien węglowych Kompozyty z włóknem węglowym do celów konstrukcyjnych. otrzymywanie kompozytów z włóknem weglowym na osnowach polimerowych oraz ceramicznych, otrzymywanie kompozytów wegiel-węgiel, zastosowanie kompozytów w budownictwie, przemyśle lotniczym, samochodowym Otrzymywanie i zastosowanie nanomateriałów metody otrzymywania nanomateriałów węglowych (nanorurki węglowe, fulereny, grafen), budowa oraz właściwości nanoform węglowych, potencjalne zastosowanie omawianych nanoform węgla. Otrzymywanie warstw węglowych (diamentopodobnych, pirolitycznych). Węgle aktywne - otrzymywanie, modyfikacje powierzchni, równania izoterm adsorpcji, adsorpcja na węglu aktywnym). struktura węgli aktywnych, tworzenie oraz kontrola wielkości porów, wpływ powierzchniowych grup chemicznych na właściwości adsorpcyjne, modele i równania izoterm adsorpcji, zastosowanie adsorpcji na węglu aktywnym. Zastosowane węgli syntetycznych w katalizie. Materiały węglowe w ekologicznych źródłach energii. Materiały węglowe w medycynie. seminaryjne Seminarium podzielone zostanie na trzy części, w pierwszej z nich omawiane i wyjaśniane będą zagadnienia poruszane na wykładach, dotyczące otrzymywania węglowych, poruszone zostaną zagadnienia dotyczące problemów technologicznych otrzymywania tych materiałów oraz wskazane będą nowe kierunki rozwoju tej dziedziny inżynierii materiałowej. Bazując na wiedzy z zajęć wykładowych, przedstawione i dyskutowane będą konkretne możliwości zastosowania poszczególnych rodzajów węgli syntetycznych w technice i medycynie. W drugiej części Studenci wezmą udział w zajęciach pokazowych, których celem będzie praktyczne zapoznanie się z materiałami omawianymi podczas wykładów oraz zdobędą wiedzę praktyczną na temat otrzymywania nowoczesnych materiałów W trzeciej części Studenci przygotowują oraz wygłaszają prezentacje na temat konkretnego zastosowania węglowych m.in. w takich obszarach jak: topienie złomu stalowego, produkcja krzemu, otrzymywanie aluminium, otrzymywanie oraz rola okładzin piecowych w wielkich piecach, otrzymywanie filtrów do oczyszczania wody i gazu, kataliza i elektrochemia, elektronika, obróbka 4 / 6
skrawaniem, produkcja kompozytów dla celów konstrukcyjnych. Prezentacje przygotowywane będą w zespołach dwuosobowych. Sposób obliczania oceny końcowej Ocena z seminarium jest średnią arytmetyczną ocen uzyskanych z odpowiedzi ustnej, kolokwium zaliczeniowego oraz wygłoszonej prezentacji. Ocena końcowa jest średnią wagową oceny z egzaminu pisemnego (0,6) oraz oceny z seminarium (0,4). Wymagania wstępne i dodatkowe Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych. Zalecana literatura i pomoce naukowe 1. Kazimierz Skoczkowski. Technologia produkcji wyrobów weglowo-grafitowych. Śląskie Wydawnictwo Techniczne, Katowice 1995. 2. Kazimierz Skoczkowski. Wykładziny węglowo-grafitowe. UKiP, Gliwice 1998. 3. Peter Morgan. Carbon Fibers and their Composites. Taylor & Francis 2005. 4. Roman Pampuch. Włókna węglowe. Wydawnictwo AGH, Kraków 1986. 5. Stanisław Błażewicz. Otrzymywanie i modyfikacja fizyczno-chemicznych właściwości włókien Wydawnictwo AGH, Kraków 1991 6. Marta Błażewicz. Węgiel jako biomateriał. Wydawnictwo Naukowe Akapit, Kraków 2001. 7. Lucyna Jaworska. Diament otrzymywanie i zastosowanie w obróbce skrawaniem. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne. Warszawa 2007. 8. Jan Szmidt. Technologie diamentowe, diament w elektronice. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2005. 9. Roop Chand Bansal, Meenakshi Goyal. Adsorpcja na węglu aktywnym. Wydawnictwa Naukowo- Techniczne, Warszawa 2009. 10. Andrzej Huczko. Nanorurki węglowe: czarne diamenty XXI wieku. BEL Studio, Warszawa 2004.11. Władysław Przygocki, Andrzej Włochowicz. Fulereny i nanorurki: właściwości i zastosowanie. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne. Warszawa 2001. Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Nie podano dodatkowych publikacji Informacje dodatkowe Brak 5 / 6
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Przygotowanie do zajęć Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Udział w wykładach Udział w zajęciach seminaryjnych Udział w zajęciach praktycznych Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 4 godz 10 godz 25 godz 20 godz 7 godz 30 godz 29 godz 2 godz 127 godz 5 ECTS 6 / 6