Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Fundamentals of material science
Course of study:
2015/2016
Code:
BIS-2-206-IM-s
Faculty of:
Geology, Geophysics and Environmental Protection
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Minerals Engineering
Field of study:
Environmental Engineering
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. nadzw. dr hab. inż. Bućko Mirosław (bucko@agh.edu.pl)
Academic teachers:
prof. nadzw. dr hab. inż. Bućko Mirosław (bucko@agh.edu.pl)
dr inż. Zientara Dariusz (zientara@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 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość dostosowania do pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadanie Report,
Execution of laboratory classes,
Involvement in teamwork
Skills
M_U001 Student umie przeprowadzić pomiar wybranych właściwości materiałów. Report,
Execution of laboratory classes
M_U002 Student potrafi interpretować wyniki badań właściwości wszystkich grup materiałów. Report
Knowledge
M_W001 Student ma szczegółową wiedzę na temat właściwości wszystkich grup materiałów: metali, ceramiki, polimerów i kompozytów. Examination
M_W002 Student umie wykazać złożone zależności pomiędzy sposobem otrzymywania, mikrostrukturą a właściwościami materiałów. Examination
M_W003 Student posiada podstawową wiedzę na temat wybranych technologii materiałowych. Examination
M_W004 Student ma ogólną wiedzę na temat sposobów wykorzystania i podstawowych zastosowań wszystkich grup materiałów Examination
M_W005 Student potrafi określić metodę badania danego typu właściwości wybranych grup materiałów. Examination
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 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość dostosowania do pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadanie - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student umie przeprowadzić pomiar wybranych właściwości materiałów. - - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi interpretować wyniki badań właściwości wszystkich grup materiałów. - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student ma szczegółową wiedzę na temat właściwości wszystkich grup materiałów: metali, ceramiki, polimerów i kompozytów. + - - - - - - - - - -
M_W002 Student umie wykazać złożone zależności pomiędzy sposobem otrzymywania, mikrostrukturą a właściwościami materiałów. + - - - - - - - - - -
M_W003 Student posiada podstawową wiedzę na temat wybranych technologii materiałowych. + - - - - - - - - - -
M_W004 Student ma ogólną wiedzę na temat sposobów wykorzystania i podstawowych zastosowań wszystkich grup materiałów + - - - - - - - - - -
M_W005 Student potrafi określić metodę badania danego typu właściwości wybranych grup materiałów. + - - - - - - - - - -
Module content
Lectures:

1. Wprowadzenie do nauki o materiałach – zależności: budowa – właściwości – otrzymywanie zastosowanie; powstanie i rozwój inżynierii materiałowej, definicja materiału inżynierskiego, podział ogólny materiałów, tworzywa metaliczne, polimery i materiały ceramiczne, podstawowe właściwości różnych grup materiałów.
2. Stan krystaliczny – budowa krystalograficzna, budowa rzeczywista kryształów – defekty punktowe, liniowe i płaskie, podstawy krystalizacji, krystalizacja z fazy gazowej, stopu i roztworu, metody otrzymywania monokryształów, zastosowanie monokryształów.
3. Stan szklisty – definicja stanu szklistego, warunki powstawania szkła, substancje szkłotwórcze, budowa szkieł ceramicznych, otrzymywanie materiałów szklistych, podstawowe właściwości szkieł, zastosowanie tworzyw szklistych.
4. Materiały polikrystaliczne – budowa polikryształów, pojęcie mikrostruktury, elementy i cechy mikrostruktury, metody otrzymywania polikryształów, polikryształy wielofazowe, cermetale, tworzywa hydrauliczne.
5. Formy materiałów inżynierskich – układy zdyspergowane, charakterystyka proszków, włókna metaliczne ceramiczne i polimerowe, whiskery, rodzaje i podział warstw, laminaty, materiały gradientowe, materiały kompozytowe, zastosowanie poszczególnych grup materiałów, podstawowe ich właściwości.
6. Właściwości sprężyste materiałów – podstawy teorii sprężystości, moduł Younga, makroskopowe ujęcie właściwości mechanicznych, właściwości sprężyste monokryształów, wytrzymałość teoretyczna, wpływ mikrostruktury na zjawisko sprężystości.
7. Właściwości plastyczne materiałów – mechanizmy odkształcenia plastycznego, charakterystyka materiałów lepkosprężystych, pełzanie, mapy Ashby’ego.
8. Pękanie materiałów – wytrzymałość statyczna, dynamiczna i zmęczeniowa, próby rozciągania, zginania, ściskania i skręcania, mechanika pękania, współczynnik koncentracji naprężeń, odporność materiałów na kruche pękanie, energia pękania, defekt krytyczny wpływ mikrostruktury na odporność materiałów, teoria Weibulla.
9. Właściwości cieplne materiałów – zjawiska wysokotemperaturowe, mechanizm przewodzenia ciepła materiałów jedno i wielofazowych, rozszerzalność cieplna, naprężenia cieplne I i II rodzaju, odporność materiałów na wstrząsy cieplne, materiały ogniotrwałe i żaroodporne.
10. Właściwości elektryczne materiałów – ogólny podział przewodników elektrycznych, mechanizm przewodzenia ładunków elektrycznych w ciele stałym, polaryzacja dielektryczna, stała dielektryczna, nadprzewodnictwo, przewodniki elektronowe, zjawisko półprzewodnictwa i półprzewodniki, przewodniki jonowe, izolatory, ferroelektryki.
11. Właściwości magnetyczne materiałów – zjawiska magnetyczne w ciałach stałych, para- dia- i ferromagnetyzm, histereza magnetyczna, materiały magnetycznie twarde i miękkie, ferryty.
12. Właściwości optyczne materiałów – zjawiska załamania, odbicia i absorpcji światła w materiałach, powstawanie barwy, barwa monokryształów i ciał amorficznych, pigmenty i ich wykorzystanie, materiały optyczne, światłowody, optoelektronika.

Laboratory classes:

1. Ilościowa analiza mikrostruktury materiałów;
2. Właściwości sprężyste i wytrzymałość materiałów;
3. Wytrzymałość teoretyczna i rzeczywista włókien ceramicznych i polimerowych;
4. Twardość i odporność na kruche pękanie;
5. Właściwości cieplne i termomechaniczne materiałów;
6. Odporność na wstrząs cieplny;
7. Właściwości optyczne materiałów ceramicznych;
8. Właściwości elektryczne rezystorów liniowych, PTC i NTC.
9. Właściwości magnetyczne różnych grup materiałów.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 112 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Examination or Final test 2 h
Realization of independently performed tasks 25 h
Participation in lectures 30 h
Participation in laboratory classes 30 h
Preparation for classes 10 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 15 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

ocena końcowa = 0,25 × ocena z laboratorium + 0,75 × ocena z egzaminu

Prerequisites and additional requirements:

Prerequisites and additional requirements not specified

Recommended literature and teaching resources:

1. R. Pampuch, Budowa i Właściwości Materiałów Ceramicznych, Wyd. AGH, Kraków, 1995;
2. R. Pampuch, Współczesne Materiały Ceramiczne, Ucz. Wyd. Naukowo-Dydaktyczne, Kraków, 2005;
3. M.F. Ashby, D.R.H. Jones, Materiały Inżynierskie, WNT, Warszawa, 1995;
4. L.A. Dobrzański Metaloznawstwo z Podstawami Nauki o Materiałach, WNT, Warszawa, 1996;
5. M. Blicharski, Wstęp do Inżynierii Materiałowej, Wyd. AGH, Kraków, 1995;
6. J. Dereń, J. Haber, R. Pampuch, Chemia Ciała Stałego, PWN, Warszawa, 1975;
7. F. Nadachowski, S. Jonas, W. Ptak, Wstęp do Projektowania Technologii Ceramicznych, Wyd. AGH, Kraków, 1999;
8. R. Pampuch, K. Haberko, M. Kordek, Nauka o Procesach Ceramicznych, PWN, Warszawaa, 1992;
9. Laboratorium z Nauki o Materiałach, praca zbiorowa pod red. J. Lisa, skrypt AGH SU 1566, wyd. AGH , Kraków 2000;

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

Additional scientific publications not specified

Additional information:

1. Strona przedmiotu z pełnym zestawem informacji (prezentacje, instrukcje do ćwiczeń, itp.) w przygotowaniu;
2. Zajęcia laboratoryjne odbywają się w Laboratorium Nauki o Materiałach WIMiC AGH, budynek B-8, II p.;