Nazwa modułu: Fizyka metali Rok akademicki: 2013/2014 Kod: OM-2-101-OA-s Punkty ECTS: 3 Wydział: Odlewnictwa Kierunek: Metalurgia Specjalność: Odlewnictwo artystyczne i precyzyjne Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 1 Strona www: Osoba odpowiedzialna: dr inż. Olejnik Ewa (eolejnik@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: dr inż. Olejnik Ewa (eolejnik@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 Student potrafi scharakteryzować materiały o uporządkowaniu bliskiego i dalekiego zasięgu. Potrafi wymienić i szczegółowo opisać typy wiązań występujących w ciałach stałych. Potrafi wyjaśnić pojęcie ciepła właściwego, współczynnika rozszerzalności cieplnej. Potrafi opisać zasady przewodnictwa elektrycznego. Zna zjawisko magnetyzmu. Student potrafi wyjaśnić jakiego typu naprężenia występują w ciałach stałych. Zna pojęcie dyfuzji. M2A_W19 Kolokwium Umiejętności 1 / 5
M_U001 Student potrafi wykonać dyfrakcję rentgenowską i wskazać, czy analizowany materiał jest amorficzny lub krystaliczny. Potrafi interpretować obrazy TEM oraz dyfraktogramy rentgenowskie materiałów z dyslokacjami oraz defektami sieci. Student potrafi wyznaczyć naprężenia submikroskopowe metali i stopów. Potrafi określić czas niezbędny do przedyfundowania węgla, podczas nawęglania odlewów ze stopów żelaza. M2A_U20 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Zaliczenie laboratorium M_U002 Student potrafi wyznaczyć współczynnik rozszerzalności cieplnej. Umie zmierzyć przewodność elektryczną. M2A_U20 Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Zaliczenie laboratorium Kompetencje społeczne M_K001 Potrafi współpracować w grupie podczas realizacji zadań. Z dużą dbałością oraz zaangażowaniem wykonuje zadania oraz opracowuje ich wyniki. M2A_K02 Aktywność na zajęciach, Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Zaangażowanie w pracę zespołu Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład audytoryjne laboratoryjne projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne Inne terenowe E-learning Wiedza M_W001 Umiejętności Student potrafi scharakteryzować materiały o uporządkowaniu bliskiego i dalekiego zasięgu. Potrafi wymienić i szczegółowo opisać typy wiązań występujących w ciałach stałych. Potrafi wyjaśnić pojęcie ciepła właściwego, współczynnika rozszerzalności cieplnej. Potrafi opisać zasady przewodnictwa elektrycznego. Zna zjawisko magnetyzmu. Student potrafi wyjaśnić jakiego typu naprężenia występują w ciałach stałych. Zna pojęcie dyfuzji. + - + - - - - - - - - 2 / 5
M_U001 M_U002 Student potrafi wykonać dyfrakcję rentgenowską i wskazać, czy analizowany materiał jest amorficzny lub krystaliczny. Potrafi interpretować obrazy TEM oraz dyfraktogramy rentgenowskie materiałów z dyslokacjami oraz defektami sieci. Student potrafi wyznaczyć naprężenia submikroskopowe metali i stopów. Potrafi określić czas niezbędny do przedyfundowania węgla, podczas nawęglania odlewów ze stopów żelaza. Student potrafi wyznaczyć współczynnik rozszerzalności cieplnej. Umie zmierzyć przewodność elektryczną. - - - - - - - - - - - - - + - - - - - - - - Kompetencje społeczne M_K001 Potrafi współpracować w grupie podczas realizacji zadań. Z dużą dbałością oraz zaangażowaniem wykonuje zadania oraz opracowuje ich wyniki. - - + - - - - - - - - Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Klasyfikacja ciał stałych Ciała krystaliczne oraz amorficzne. Podstawowe cechy. Przykłady ciał krystalicznych oraz amrficznych wykorzystywanych w inżynierii materiałowej. Obraz dyfrakcyjny materiału krystalicznego i amorficznego. Pojecie uporządkowania bliskiego i dalekiego zasięgu. Rodzaje wiązań w ciałach stałych Podstawowe cechy wiązania jonowego. Charakterystyka wiązań kowalencyjnych, metalicznych, van der Waalsa, wodorowe oraz przykłady struktur na nich opartych. Energia wiązań. Ciepło właściwe i rozszerzalność cieplna ciał stałych Ciepło właściwe sieci krystalicznej. Drgania sieci krystalicznej. Teoria Debye a ciepła molowego. Rozszerzalność cieplna ciał stałych. Właściwości elektryczne i magnetyczne ciał stałych Elektrony swobodne w metalach. Poziom Fermiego. Przewodność elektryczna metalu. Przykłady przewodników, półprzewodników i nadprzewodników wykorzystwywaych w inżynierii materiałowej. Właściwości magnetyczne metali i stopów. Kryształy rzeczywiste i defekty sieci Defekty punktowe, defekty liniowe, wektor Burgersa. Teoria Orowana. 3 / 5
Naprężenia makroskopowe, submikroskopowe oraz mikroskopowe Podział oraz metody wyznaczania naprężeń w metalach i stopach. Właściwości sprężyste metali w pewnym zakresie odkształceń, moduł Younga. Zjawiska transportu w ciałach stałych Dyfuzja w ciałach stałych. Podstawowe prawa dyfuzji. laboratoryjne Określanie postaci ciał stałych na podstawie dyfraktogramów rentgenowskich Wykonywanie i analiza dyfraktogramów rentgenowskich ciał krystalicznych i amorficznych. Wpływ wiązań na właściwości mechniczne wybranych materiałów inżynierskich Badanie właściwości mechnicznych faz klasyfikowanych do grup: ceramiki, metali, sopów oraz tworzyw sztycznych w kontekście ich wiązań oraz struktury. Badanie rozszerzalności cieplnej wybranych materiałów inżynierskich Wyznaczanie i porównanie rozszerzalności cieplnej wybranych materiałów inżynierskich. Pomiar przewodnictwa elektrycznego metali i stopów Wyznaczanie przewodnictwa elektrycznego metali i stopów wykorzystywanych w częściach maszyn i urządzeń. Dyslokacje i defekty sieci krystalicznej Obserwacje dyslokacji oraz analiza defektów sieci z wykorzystaniem obrazów TEM oraz dyfraktogramów rentgenowskich metali i stopów. Określanie naprężeń submikroskopowych w metalach i stopach Obliczanie naprężeń submikroskopowych na podstawie dyfraktogramów rentgenowskich wybranych stopów odlewniczych. Dyfuzja w metalach i stopach Analiza procesów dyfuzji w stopach w oparciu o wyniki obróbki cieplnej. Sposób obliczania oceny końcowej Ocena końcowa przedmiotu jest obliczana na podstawie ocen z laboratoriów oraz wykładów z wagą 90:10. Ocena z ćwiczeń laboratoryjnych zostanie obliczona na podstawie wyników kolokwiów, ocen ze sprawozdań oraz oceny za aktywną i wyróżniającą się pracę podczas realizacji zadań (opcjonalnie). Wymagania wstępne i dodatkowe Wiedza na poziomie podstawowym z zakresu fizyki, krystalografii oraz inżynierii materiałowej. Zalecana literatura i pomoce naukowe 1. Materiały z wykładów. 2. Z. Bojarski, M. Gigla, K. Stróż, M. Surowiec, Krystalografia, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2008. 3. R. W. Kelsall, W. Hamley, M. Geoghegan, Nanomateriały, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008. 4. M. Ashby, H. Shercliff, D. Cebon, Inżynieria Materiałowa, Tom 1, Wydawnictwo Galaktyka, Łódź 2011. 5. Z. Trzaska-Durski, H. Trzaska-Durska, Podstawy krystalografii strukturalnej i rentgenowskiej, PWN, Warszawa, 1994. 6. T. Penkala, Zarys krystalografii, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1972. 7. J. Chojnacki, Elementy krystalografii chemicznej i fizycznej, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 4 / 5
Warszawa 1971. 8. J. Chojnacki, Metalografia strukturalna, Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1966. Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Nie podano dodatkowych publikacji Informacje dodatkowe brak Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Przygotowanie do zajęć Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 14 godz 2 godz 2 godz 78 godz 3 ECTS 5 / 5