Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Nanomateriały i nanotechnologie
Course of study:
2015/2016
Code:
CIM-1-503-s
Faculty of:
Materials Science and Ceramics
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Materials Science
Semester:
5
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Kata Dariusz (kata@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż. Izak Piotr (izak@agh.edu.pl)
prof. dr hab. inż. Kata Dariusz (kata@agh.edu.pl)
prof. dr hab. inż. Szczerba Jacek (jszczerb@agh.edu.pl)
dr hab. inż, prof. AGH Zborowski Janusz (jzbo@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Ma podstawową umiejętność przy określaniu warunków zachodzenia reakcji chemicznych, ich szybkości oraz efektów energetycznych IM1A_K01 Presentation,
Examination
M_K002 Rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżynierskiej IM1A_K02 Execution of laboratory classes,
Test
Skills
M_U001 Potrafi przygotować i przedstawić krótką prezentacją ustną poświęconą wynikom realizacji zadania IM1A_U01 Oral answer,
Examination
M_U002 Ma uporządkowaną wiedzę z zakresu metod otrzymywania, procesów technologicznych i właściwości eksploatacyjnych nanomateriałów IM1A_U04 Test,
Execution of laboratory classes
Knowledge
M_W001 Ma pogłębioną wiedzę z zakresu syntezy i właściwości nanomateriałów IM1A_W06 Examination
M_W002 Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu struktury i nanostruktury substancji stałych IM1A_W08 Test,
Execution of laboratory classes
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Ma podstawową umiejętność przy określaniu warunków zachodzenia reakcji chemicznych, ich szybkości oraz efektów energetycznych + - + - - - - - - - -
M_K002 Rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżynierskiej - - - - - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi przygotować i przedstawić krótką prezentacją ustną poświęconą wynikom realizacji zadania + - + - - - - - - - -
M_U002 Ma uporządkowaną wiedzę z zakresu metod otrzymywania, procesów technologicznych i właściwości eksploatacyjnych nanomateriałów + - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Ma pogłębioną wiedzę z zakresu syntezy i właściwości nanomateriałów + - + - - - - - - - -
M_W002 Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu struktury i nanostruktury substancji stałych + - + - - - - - - - -
Module content
Lectures:
  1. Mikro i nano technologia w Inżynierii Materiałowej

    Zaznajomienie studentów z podstawowymi zagadnieniami związanymi z nano i mikrotechnologią chemiczną. Pokazanie zaawansowanych technik otrzymywania trzech typów nanomateriałów: ceramicznych, metalicznych i polimerowych. Przedstawienie przykładów zastosowania nanomatriałów w inżynierii materiałowej, elektronice i informatyce. Omówienie zastosowań mikrotechnologii materiałowej do otrzymywania mikroreaktorów chemicznych i fizycznych. Techniki formowania mikroreaktorów fizycznych i chemicznych. Sposoby formowania i zasady działania ogniw paliwowych.

  2. Reologia nanozawiesin

    Opis naprężeń i odkształceń. Reologiczne równania stanu. Modele reologiczne. Płyny reostabilne: niutonowskie, nieniutonowskie i lepkosprężyste. Płyny reoniestabilne i rzeczywiste. Wzajemne oddziaływanie wody i minerałów w nanozawiesinach. Oddziaływanie międzycząsteczkowe w świetle teorii DLVO w aspekcie przestrzeń, czas i energia. Upłynniacze i plastyfikatory organiczne stabilizujące nanozawiesiny. Funkcje plastyfikatorów. Zjawiska starzenia się nanozawiesin stabilizowanych. Reometria nanozawiesin.

  3. Nanododatki w materiałach ogniotrwałych

    Możliwości aplikacyjne nano- i mikrododatków w tworzywach ogniotrwałych. Podstawowe cele wprowadzania nan- i mikrododatków. Rodzaje dodatków wpływających na kształtowanie właściwości użytkowych tworzyw ogniotrwałych. Zmiany mikrostrukturalne i eksploatacyjne tworzyw ogniotrwałych po wprowadzeniu nanododatków modyfikujących spiekanie.

Laboratory classes:

1) Pomiary własności reologicznych nanopast ceramicznych;
Przygotowanie i homogenizacja światłoutwardzalnych past ceamicznych. Badanie lepkości nanopasty w funkji temperatury. Badanie naprężeń ścinających w funkcji prędkości ścinania.

2)Charakterystyka mikrostrukturalna nanoproszków ceramicznych; Ocena wielkości ziaren oraz morfologii za pomocą obrazów SEM. Opracowanie rozkładu wielkości ziaren. Ocena stopnia zaglomerowania oraz przydatności do procesów spiekania.

3)Drukowanie miko reaktorów ceramicznych metodą sitodrukową przy zastosowaniu nanopast ceramicznych światłoutwardzalnych
Wykonanie wydruków metodą sitodruku. Testowanie jakości wydruku w zależności od rodzaju monomeru, fotoinicjatora oraz stopnia wypełnienia nanoproszkiem ceramicznym

4) Synteza nanokompozytów ziarnistych metodą SHS; Przeprowadzenie syntezy nanoproszków w warunkach spalania filtracyjnego. Ocena samopropagacji reakcji oraz stopnia przereagowania proszku.

5) Wpływ nano- i mikrododatków na udział wody związanej przez składniki hydrauliczne ogniotrwałego cementu glinowego
Przygotowanie mieszanek betonowych i kształtowanie właściwości użytkowych ogniotrwałych wyłożeń monolitycznych. Badanie gęstości i mikrostruktury tworzyw pozwalające na ustalenie korzystnej ilości dodawanej wody prowadzącej powstania wiązania hydraulicznego.

6) Wpływ nano- i mikrododatków na konsystencję wysokoglinowych mieszanek betonowych.
Zapoznanie się z rodzajami nano- mikrododatków stosowanymi dla polepszenia konsystencji ogniotrwałych mieszanek betonowych i ich wpływie na właściwości użytkowe wyłożeń monolitycznych. Badanie właściwości reologicznych wytworzonych mieszanek betonowych.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 152 h
Module ECTS credits 6 ECTS
Examination or Final test 60 h
Realization of independently performed tasks 32 h
Contact hours 30 h
Participation in laboratory classes 30 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

średnia ważona ocen z laboratorium oraz egzaminu końcowego

Prerequisites and additional requirements:

Podstawowe informacje na temat nanomateriałów ceramicznych, ich syntezy, właściwości i możliwości zastosowań.

Recommended literature and teaching resources:

1)Neal Lane at all. “Springer Handbook Of Nanotechnology” Bharat Bhushan Ed. Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2004).
2)R. Pampuch, „Współczesne Materiały” Wyd. AGH, (2005).
3)V. Hessel, S. Hardt, H. Lowe, “Chemical Micro Process Engineering” WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA (2004)
4)J.J. Lerou, M.P. Harold, J. Ryley, J. Ashmead, T.C. O’Brien, M. Johnson, J. Perrotto, C.T. Blaisdel, T.A. Rensi, J. Nyquist, “Microfabricated mini-chemical systems: technical feasibility in Microsystem Technology for Chemical and Biological Microreactors; Ed. W. Ehrefeld, DECHEMA Monographs, vol. 132, pp.51-69 Verlag Chemie, Weinheim (1996).

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None