Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Solid state chemistry
Tok studiów:
2012/2013
Kod:
CCE-1-009-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Ceramika
Semestr:
0
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. inż. Danielewski Marek (daniel@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
prof. dr hab. inż. Danielewski Marek (daniel@agh.edu.pl)
dr inż. Kucza Witold (witek@agh.edu.pl)
dr hab. Wierzba Bartłomiej (bwierzba@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

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 zna zasady obliczania prężności dysocjacyjnych, stężeń defektów i stałcyh szybkości reakcji heterogenicznych Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Prezentacja,
Udział w dyskusji
M_W002 Student ma wiedzę z zakresu metod modelowania przpływów masy i ładunku. Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Prezentacja,
Udział w dyskusji
Umiejętności
M_U001 Student potrafi obliczać stężenia defektów i stałe szybkości reakcji Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Prezentacja,
Udział w dyskusji
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę dokształcanie się w zakresie chemii ciała stałego, która ułatwi mu podnoszenie swoich kwalifikacji zawodowych Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. audyt.
Ćwicz. lab.
Ćwicz. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt.
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student zna zasady obliczania prężności dysocjacyjnych, stężeń defektów i stałcyh szybkości reakcji heterogenicznych - - - - - + - - - - -
M_W002 Student ma wiedzę z zakresu metod modelowania przpływów masy i ładunku. - - - - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi obliczać stężenia defektów i stałe szybkości reakcji - - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę dokształcanie się w zakresie chemii ciała stałego, która ułatwi mu podnoszenie swoich kwalifikacji zawodowych - - - - - + - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Zajęcia seminaryjne:

Fundamentals of solid-state chemistry and reactivity of solids. The point defects chemistry, in stoichio-metric and non-stoichiometric compounds. The mass and charge transport in solids, the bi-velocity method. Various mechanisms and models for diffusion in different classes of materials. The rate of heterogeneous solid-solid, solid-liquid and gas solid reactions.
Fundamental concepts of solid state chemistry: Arrhenius, Einstein, Wagner, Schottky, Onsager, Darken, Schrödinger, DFT.
Thermodynamics of solids; canonical equation of thermodynamics, Gibbs and Gibbs-Duhemè equations, dissociation pressure, phase diagrams.
Point defect chemistry; Kröger-Vink notation, basic rules, doping, oxides with complex defect structure. Applications; color centers, semiconductors, SOFC and sensors. Complex defects, experimental methods and quasi-stationary processes.
Mechanisms of diffusion; self-diffusion, Fick’s laws, Nernst-Plank flux, Nernst-Einstein relation.
Diffusion equation: discrete and continuous forms, derivation, chemical diffusion, thermodynamic factor, diffusion potential, nonlinear diffusion and constitutive flux formulas. The mass conservation law.
Chemicalinterdiffusion in solid solutions: Darken’s model, Kirkendall shift, intrinsic diffusivities and interdiffusion coefficient, segregation and up-hill diffusion, bi-velocity method.
Heterogeneous reactions, reactive diffusion; the Wagner’s theory of heterogeneous reaction, bi-velocity method, thin films.
Solid-state electrochemistry, Nernst-Planck-Poisson problem.
Reactivity of solids; multicomponent and multiphase systems, soldering, diffusion bonding.
Nano materials, grain boundary diffusion, Fischer model, reactions in thin films.
Equation of state, reactions in solids at high pressures, sedimentation.
Waves in solids, energy conservation and entropy production in open systems, unsolved problems.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 86 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 7 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 4 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 20 godz
Przygotowanie do zajęć 10 godz
Udział w zajęciach seminaryjnych 30 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 15 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

OK=0,4 P + 0,6 K,
gdzie: P-ocena z prezentacji
K-ocena z kolokwium

Suma uzyskanych punktów przeliczana jest na ocenę końcowa zgodnie z regulaminem studiów AGH.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Znajomośc podstaw chemii ogólnej i chemii fizycznej

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Literatura podstawowa/References (Basic):

R. W. Balluffi, S. M. Allen, W. C. Carter, R. A. Kemper, Kinetics of Materials, (Hoboken: J. Wiley & Sons; 2005).
R. J. Borg i G. J. Dienes, The Physical Chemistry of Solids (Academic Press NY, London 1992).
K-N Tu, J. W. Mayer, L. C. Feldman, Electronic Thin Film Science for Electrical Engineers and Materials Scientists

Literatura dodatkowa/References (Additional):

H. Schmalzried, Reakcje w stanie stałym (PWN, Warszawa 1978) also in english.
M. Danielewski and B.Wierzba, „Thermodynamically consistent bi-velocity mass transport phenomenology”, Acta Materialia 58 (2010) 6717–6727.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak