Nazwa modułu: Syntetyczne materiały węglowe Rok akademicki: 2014/2015 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 M_W002 Zna podstawowe oprecje technologiczne w produckji wyrobów węglowografitowych. IM2A_W14, IM2A_W15, IM2A_W09 M_W003 Zna metody otrzymywania syntetycznych materiałów węglowych: grafitu naturalnego i syntetycznego, węgli aktywnych, włókien węglowych IM2A_W03, IM2A_W14, IM2A_W15, IM2A_W07, Wykonanie ćwiczeń M_W004 Zna i rozumie zjawiska fizykochemiczne zachodzące podczas obróbki termicznej prekursorów dla materiałów IM2A_W03, IM2A_W14 M_W005 Posiada wiedzę na temat syntetycznych materiałów węglowych oraz zna potencjalne możliwości ich zastosowania w technice. IM2A_W14, IM2A_W15 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. IM2A_U09, IM2A_U11, M_U004 Potrafi zaprojektować sposób otrzymywania materiałów IM2A_U04, IM2A_U13, IM2A_U11, IM2A_U08 Wykonanie ćwiczeń 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 terenowe warsztatowe Inne E-learning Wiedza M_W001 M_W002 M_W003 M_W004 Zna podstawowe definicje dotyczące naturalnych i Zna podstawowe oprecje technologiczne w produckji wyrobów węglowografitowych. Zna metody otrzymywania węglowych: grafitu naturalnego i syntetycznego, węgli aktywnych, włókien węglowych Zna i rozumie zjawiska fizykochemiczne zachodzące podczas obróbki termicznej prekursorów dla materiałów - - - - - - - - - - - 2 / 6
M_W005 Umiejętności M_U001 M_U002 M_U004 Posiada wiedzę na temat węglowych oraz zna potencjalne możliwości ich zastosowania w technice. 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. Potrafi zaprojektować sposób otrzymywania materiałów - - - - - + - - - - - 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 Grafit naturalny - otrzymywanie, właściwości, zastosowanie metody pozyskiwania grafitu naturalnego, złoża grafitu na świecie, metody jego oczyszczania, flotacja, zastosowanie grafitu naturalnego w przemyśle, otrzymywanie grafitu ekspandowanego, zastosowanie grafitu ekspandowany w przemyśle samochodowym, chemicznym i petrochemicznym, elektronicznym oraz budownictwie Surowce węgli syntetycznych, grafit syntetyczny (Carbon row materials, synthetic graphite) Wykład w języku angielskim podstawowe pojęcia dotyczące surowców oraz procesów otrzymywania węgli syntetycznych w tym grafitu syntetycznego (pak węglowy, pak naftowy, rożne rodzaje koksów, antracyt, węgiel brunatny, kamienny, smoła gazowa, koksowanie, kalcynacja, karbonizacja, grafityzacja, piroliza, surowce grafityzujące i niegrafityzujące, spoiwa, syciwa), różne rodzaje grafitów syntetycznych, produkcja i zastosowanie węgli syntetycznych na świecie Sadza węglowa i węgiel aktywny - sadza termiczna, lampowa, gazowa, piecowa, metody otrzymywania tych rodzajów sadzy, zastosowanie w przemyśle gumowym, oponiarskim, przemyśle barwników i 3 / 6
pigmentów, w bateriach - surowce węgla aktywnego, aktywacja fizyczna i chemiczna węgli aktywnych, właściwości węgli aktywnych, zastosowanie węgli aktywnych Otrzymywanie i zastosowanie gruboziarnistych syntetycznych mat. węglowych w przemyśle (Production and application of coarse grain carbon in industry) Wykład w języku angielskim Metody otrzymywania węgli i grafitów gruboziarnistych oraz ich zastosowanie do produkcji katod i wyścieleń piecowych w wielkich piecach. Otrzymywanie i zastosowanie gruboziarnistych syntetycznych mat. węglowych w przemyśle cz.2 Zastosowanie gruboziarnistych materiałów węglowych do produkcji elektrod węglowych i grafitowych. Otrzymywanie i zastosowanie drobnoziarnistych syntetycznych mat. węglowych w przemyśle Metody otrzymywania oraz zastosowanie drobnoziarnistych materiałów węglowych w przemyśle ogniw słonecznych, półprzewodników, metalurgicznym, jądrowym chemicznym. Podstawowe właściowści (Characterization and properties of carbon synthetic materials) Wykład w języku angielskim. Podstawowe parametry węglowych i grafitowych istotne z punktu widzenia ich zastosowania w przemyśle: gęstość, współczynnik rozszerzalności cieplnej, opór elektryczny, przewodnictwo elektryczne i cieplne, moduł Younga, wytrzymałość na zginanie, na rozciąganie Zastosowanie węglowych do magazynowania energii (Application of carbon synthetic materials for energy storage) Wykład w języku angielskim. Zastosowanie węglowych i grafitowych w bateriach litowych, redox-flow batteries, w superkondensatorach, w ogniwach paliwowych. Włókna węglowe i zastosowanie ich w kompozytach polimerowych i ceramicznych (Carbon fibers and their composites) Wykład w języku angielskim. Prekursory włókien węglowych, otrzymywanie włókien węglowych, tkaniny węglowe, prepregi. Kompozyty na bazie włókien węglowych w osnowach polimerowych otrzymywanie, właściwości, zastosowanie w przemyśle. Kompozyty na bazie włókien węglowych w osnowach ceramicznych i węglowych otrzymywanie, właściwości, zastosowanie w przemyśle. seminaryjne Podczas seminarium po pierwsze 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 przemyśle. Poza tym prowadzone będą ćwiczenia obliczeniowe podczas których studenci będą wyliczać podstawowe parametry strukturalne materiałów węglowych poddanych obróbce cielnej, wyznaczać będą temperatury mięknienia dla różnych rodzajów paków węglowych, obliczać pozostałość po zwęgleniu materiałów poddanych procesowi 4 / 6
karbonizacji i grafityzacji. Zapoznają się również z działaniem podstawowych na narzędzi stosowanych przy produkcji materiałów węglowych i grafitowych oraz zobaczą ich działanie w praktyce: suszarki, piece kwarcowe, grafitowe, mieszalnik Eiricha, mieszadła do formowania mas plastycznych, ubijak do formowania mas na zimno, urządzenie do badania punktu mięknienia metodą Mettlera, analizator termiczny STA. Sposób obliczania oceny końcowej Ocena z seminarium jest średnią arytmetyczną ocen uzyskanych z odpowiedzi ustnych oraz kolokwiów sprawdzających przygotowanie na zajęcia. 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. Jan Szmidt. Technologie diamentowe, diament w elektronice. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2005. 7. Roop Chand Bansal, Meenakshi Goyal. Adsorpcja na węglu aktywnym. Wydawnictwa Naukowo- Techniczne, Warszawa 2009. 8. Wykłady z przedmiotu Syntetyczne materiały węglowe 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 Udział w wykładach Udział w zajęciach seminaryjnych Udział w zajęciach praktycznych Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 5 godz 11 godz 25 godz 21 godz 30 godz 30 godz 3 godz 125 godz 5 ECTS 6 / 6