Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Nanomateriały i nanotechnologie
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
CCE-1-507-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Ceramika
Semestr:
5
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. inż. Kata Dariusz (kata@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
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)
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 pogłębioną wiedzę z zakresu syntezy i właściwości nanomateriałów Egzamin
M_W002 Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu struktury i nanostruktury substancji stałych Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności
M_U001 Potrafi przygotować i przedstawić krótką prezentacją ustną poświęconą wynikom realizacji zadania Odpowiedź ustna,
Egzamin
M_U002 Ma uporządkowaną wiedzę z zakresu metod otrzymywania, procesów technologicznych i właściwości eksploatacyjnych nanomateriałów Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne
M_K001 Ma podstawową umiejętność przy określaniu warunków zachodzenia reakcji chemicznych, ich szybkości oraz efektów energetycznych Prezentacja,
Egzamin
M_K002 Rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżynierskiej Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Kolokwium
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 pogłębioną wiedzę z zakresu syntezy i właściwości nanomateriałów + - + - - - - - - - -
M_W002 Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu struktury i nanostruktury substancji stałych + - + - - - - - - - -
Umiejętności
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 + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
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 - - - - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
  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.

Ćwiczenia laboratoryjne:

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.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 90 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 30 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 30 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 30 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

średnia ważona oceny z laboratorium i egzaminu

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Podstawowe informacje na temat właściwości i syntezy nanomateriałów

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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).

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak