Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Reakcje w ciele stałym - kurs rozszerzony
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
CCE-1-307-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Ceramika
Semestr:
3
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Filipek Robert (rof@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr hab. inż. Filipek Robert (rof@agh.edu.pl)
dr inż. Kucza Witold (witek@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 Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu chemii ciała stałego, niezbędną do zrozumienia procesów zachodzących z udziałem reakcji w fazie stałej CE1A_W01 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_W002 Ma poszerzoną wiedzę o wybranych materiałach ceramicznych oraz zna zasady posługiwania się diagramami fazowymi. Posiada wiedzę o przepływach masy w stanie stałym. CE1A_W07 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
Umiejętności
M_U001 Potrafi posługiwać się poszerzoną wiedzą z zakresu chemii ciała stałego, w szczególności wiedzą z zakresu termodynamiki i kinetyki procesów oraz wiedzą dotyczącą procesów transportu masy w stanie stałym. CE1A_U07, CE1A_U06 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
Kompetencje społeczne
M_K001 Rozumie potrzebę podnoszenia swoich kompetencji zawodowych w obszarze chemii ciała stałego. CE1A_U01 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_K002 Potrafi brać twórczy udział w pracy zespołowej przy wykorzystaniu swojej wiedzy i umiejętności. CE1A_K03 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
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
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu chemii ciała stałego, niezbędną do zrozumienia procesów zachodzących z udziałem reakcji w fazie stałej + - - - - + - - - - -
M_W002 Ma poszerzoną wiedzę o wybranych materiałach ceramicznych oraz zna zasady posługiwania się diagramami fazowymi. Posiada wiedzę o przepływach masy w stanie stałym. + - - - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi posługiwać się poszerzoną wiedzą z zakresu chemii ciała stałego, w szczególności wiedzą z zakresu termodynamiki i kinetyki procesów oraz wiedzą dotyczącą procesów transportu masy w stanie stałym. + - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Rozumie potrzebę podnoszenia swoich kompetencji zawodowych w obszarze chemii ciała stałego. - - - - - + - - - - -
M_K002 Potrafi brać twórczy udział w pracy zespołowej przy wykorzystaniu swojej wiedzy i umiejętności. - - - - - + - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

Elementy termodynamiki. Równania termodynamiki procesów nieodwracalnych.
Struktura ciała stałego. Przemiany fazowe jako przebudowa sieci krystalicznej. Elementy morfologii kryształów: monokryształy i polikryształy.
Defekty w materiałach. Defekty 0, 1, 2 i 3-wymiarowe. Chemia defektów punktowych. Termodynamika defektów punktowych. Równowagi defektowe. Wpływ defektów na własności transportowe w związkach stechiometrycznych i niestechiometrycznych.
Wiązania chemiczne a właściwości elektronowe. Typy wiązań chemicznych i ich wpływ na właściwości elektronowe. Teoria pasmowa ciała stałego. Podział ciał stałych ze względu na
właściwości struktury pasm – przewodniki, półprzewodniki, izolatory.
Wpływ morfologii materiału na jego strukturę defektów. Wpływ defektów i domieszek na właściwości ciał stałych.
Systematyka przemian w fazie stałej. Rekacje kontrolowane przebiegiem reakcji chemicznej, dyfuzją, parowaniem, kondensacją.
Reakcje homogeniczne i heterogeniczne. Reakcje ciało stałe – gaz; reakcje rozkładu ciał
stałych; reakcje ciało stałe – ciecz; reakcje pomiędzy ciałami stałymi.
Mikroskopowe mechanizmy dyfuzji, dyfuzja samoistna, dyfuzja chemiczna. Fenomenologiczny opis dyfuzji. Dyfuzja reakcyjna.
Spiekanie. Modele reakcji heterogenicznych.
Reakcje pomiędzy ciałami stałymi. Czynniki wpływające na szybkość i mechanizm reakcji.

Zajęcia seminaryjne:

Metody badań mechanizmu reakcji z udziałem ciał stałych: termograwimetria, termiczna analiza różnicowa.
Przewodniki elektronowe i jonowe. Pomiary przewodnictwa elektrycznego ciał stałych.
Klasyczne metody chemii ciała stałego. Wyznaczanie struktury defektów.
Zagadnienia odwrotne: wyznaczanie współczynników dyfuzji i określanie mechanizmu dyfuzji.
Reakcje defektowe w związkach stechiometrycznych i niestechiometrycznych.
Modele wybranych procesów: wzrost faz międzymetalicznych; lutowanie dyfuzyjne. Utlenianie metali i stopów.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 90 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach seminaryjnych 30 godz
Udział w wykładach 30 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Podstawą oceny przedmiotu jest średnia ocena z kolokwiów. Uwzględnia się również ocenę
uzyskaną przez studenta za wygłoszony referat oraz ocenę za aktywność studenta na zajęciach seminaryjnych.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Zaliczony kurs z matematyki, fizyki i chemii ogólnej z oceną dobrą.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. J.Dereń, J. Haber, R. Pampuch – Chemia ciała stałego, Warszawa 1975.
2. L. Smart and E. Moore, Solid State Chemistry, 1st Ed. Chapman & Hall 1992, 3rd Ed.
3. H. Schmalzried, Reakcje w ciele stałym, PWN 1978
4. H. Schmalzried, Chemical kinetics of solids, Weinheim VCH, 1995
5. A.M. Gusak, Diffusion – controlled solid state reactions, Wiley & Sons 2011

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak