Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Physical Chemistry of Surfaces and Surface Analytical Techniques
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
CIM-1-006-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Materiałowa
Semestr:
0
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
prof. nadzw. dr hab. inż. Jedliński Jerzy (jedlinsk@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
prof. nadzw. dr hab. inż. Jedliński Jerzy (jedlinsk@agh.edu.pl)
dr hab. inż. Nocuń Marek (nocun@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Part I focuses on description of surfaces (physical and chemical), surface processes and surface-affected properties of materials, while part II deals with surface analytical methods

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 Zna najczęściej zachodzące zjawiska i procesy na powierzchni zewnętrznej oraz na powierzchnuach granicznych IM1A_W02
M_W002 Zna metody badania powierzchni zewnętrznej oraz powierzchni granicznych IM1A_W06, IM1A_W07
M_W003 Ma wiedzę w zakresie fizykochemicznego opisu procesów i zjawisk zachodzących na powierzchni zewnętrznej i powierzchniach granicznych i ich związku z właściwościami materiałów IM1A_W04, IM1A_W03, IM1A_W02
M_W004 Kształtuje odpowiedzialne podejście do wykonywanych zadań oraz rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania swoich: wiedzy i umiejętności IM1A_K06, IM1A_K04, IM1A_K01
Umiejętności
M_U002 Potrafi scharakteryzować metody badania zjawisk i procesów zachodzących na powierzchni zewnętrznej i powierzchniach granicznych IM1A_U02, IM1A_U07, IM1A_U01
M_U003 Potrafi opisać procesy zachodzące na powierzchni zewnętrznej materiałów oraz na powierzchniach granicznych IM1A_U12, IM1A_U05, IM1A_U02, IM1A_U01
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi pracować w zespole IM1A_K03, IM1A_K01
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 Zna najczęściej zachodzące zjawiska i procesy na powierzchni zewnętrznej oraz na powierzchnuach granicznych - - - - - + - - - - -
M_W002 Zna metody badania powierzchni zewnętrznej oraz powierzchni granicznych - - - - - + - - - - -
M_W003 Ma wiedzę w zakresie fizykochemicznego opisu procesów i zjawisk zachodzących na powierzchni zewnętrznej i powierzchniach granicznych i ich związku z właściwościami materiałów - - - - - + - - - - -
M_W004 Kształtuje odpowiedzialne podejście do wykonywanych zadań oraz rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania swoich: wiedzy i umiejętności - - - - - + - - - - -
Umiejętności
M_U002 Potrafi scharakteryzować metody badania zjawisk i procesów zachodzących na powierzchni zewnętrznej i powierzchniach granicznych - - - - - + - - - - -
M_U003 Potrafi opisać procesy zachodzące na powierzchni zewnętrznej materiałów oraz na powierzchniach granicznych - - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi pracować w zespole - - - - - + - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Zajęcia seminaryjne:
Physical chemistry of surfaces and surface analytical techniques

Content is divided into two following parts

Part I: Physical chemistry of surfaces:
1. Ideal and real surfaces
2. Thermodynamics of surfaces
3. The structure of surfaces.
4. Crystal thermodynamics (with relevance to surface)
5. Molecular and mechanical description of surfaces
6. Surface dynamics
7. Electrical properties of surfaces
8. Surface processes and properties (clean surface structure, reconstruction, solid-gas interface-general considerations, adsorption, catalysis by surfaces, mechanical properties of surfaces, friction, lubrication and adhesion, wetting, floating, detergency, growth of surface layers, catalytic growth of nanotubes and nanowires, structure formation by etching, various processes on solid surfaces, colloids and relevant processes)

Part II: Surface analytical techniques
9. Concept of selvedge
10. General description of the concept of surface analysis and approach
9. Interaction of the particles/radiation with matter: application to surface investigation
10. Parameters of surface methods
11. Electron spectroscopies: XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy), AES (Auger Electron Spectroscopy, SAM (Scanning Electron Microscopy)
12. Scattered Ion Mass Spectrometry of light ions: RBS (Rutherford Backscattering Spectrometry), ISS (Ion Scattered Spectrometry)
13. Ion-Beam Mass Spectrometry – emitted ions: SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry), SNMS (Sputtered Neutrals Mass Spectrometry)
14. Scanning Probe Microscopy (SPM): STM (Scanning Tunnelling Microscopy), AFM (Atomic Force Microscopy), other
15. Electron microscopies: SEM (Scanning Electron Microscopy), TEM (Transmission Electron Microscopy), Sample preparation methods to electron microscopy studies (FIB, ion-beam thinning, …)
16. Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy (GDOES)
27. Grazing Incidence X-Ray Methods

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 77 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach seminaryjnych 30 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 30 godz
Przygotowanie do zajęć 15 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Prezentacja/Presentation (50%) + Kolokwium końcowe/Final test (50%)

Wymagania wstępne i dodatkowe:

1. English skills: general as well as field-related (scientific and technological)
2. Physics and chemistry at intermediate level (mainly solid state physics and chemistry)

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

K.W. Kolasinski, Surface Science, 2nd Edition, Wiley & Sons, 2008
G.A. Somorjai, Introduction to Surface Chemistry and Catalysis, Wiley & Sons, 1994 or later
A.W. Adamson, A.P. Gast, Physical Chemistry of Surfaces 6th Edition, Wiley & Sons, 1997 or later
J.A. Venables, Introduction to surface and thin film processes, Cambridge University Press, 2000
G. Friedbacher, H. Bubert (Ed.), Surface and Thin Films Analysis, Wiley-VCH Verlag GmbH KGaA,Weinheim, 2011
S. Myhra, J.C. Rivere, Characterization of Nanostructures, CRC Press, Taylor & Francis Group, Bova Raton, 2012
D.J. O’Connor, B.A. Sexton, R.St.C. Smart, Surface Analysis Methods in Materials Science, Springer, Berlin-Heidelberg, 2nd Ed., 2003
Y. Leng, Materials Characterization, Wiley & Sons (Asia), Singapore, 2008
D. Brandon, W.D. Kaplan, Microstructural Characterization of Materials, 2nd Edition, John Wiley & Sons Ltd., Chichester, 2008
D.P. Woodruff, Modern Techniques of Surface Science, 3rd edition, Cambridge University Press, 2016

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. J. Jedliński, J.L. Grosseau Poussard, G. Smoła, G. Bonnet, M. Nocuń, K. Kowalski, and J. Dąbek, “The effect of alloyed and/or implanted yttrium on the mechanism of the scale development on β-NiAl at 1100oC”, Materials at High Temperatures, 29 (2), 59-69 (2012)
2. J. Jedlinski, J.L. Grosseau-Poussard, M. Nocuń, G. Smoła, K. Kowalski, J. Dąbek, A. Rakowska, G. Bonnet
“The Early Stages of the Scale Growth on FeCrAl(RE)-Type Alumina Formers”
Materials Science Forum, 696, 70-75 (2011)
3. H.J. Choi, J. Jedlinski, B. Yao, Y.H. Sohn
“Transmission electron microscopy observations on the phase composition and microstructure of the oxidation scale grown on as-polished and yttrium-implanted β-NiAl”
Surface & Coatings Technology, 205 (2010) 1206–1210
4. J. Jedlinski
“Application of 18O2 Exposure–Based Approach to Study the Failure Mechanisms of Oxide Scales on Alumina Formers”
Materials Science Forum, 513 (2006) 149-164
5. J. Jedliński, A. Bernasik, K. Kowalski and M. Nocun
“On the Application of SIMS to Study the Oxidation Behaviour of Alumina Formers”
Materials at High Temperatures, 22 (2005) 505-520
6. J. Jedliński
“Local and Microstructure-related Effects Affecting the High Temperature Oxidation of Alumina Formers: A Brief Survey”
Materials at High Temperatures, 22 (2005) 485-496
7. M. Nocuń, J. Jedliński, E. Leja
“Spectroscopic studies of hybrid glasses based on TEOS-cyclosiloxane systems”
Proc. XXth International Congress on Glass, Kyoto, 27.09-1.10.2004, Paper : P-11-031
8. J. Jedliński, M. Konopka, M. Goebel, A. Glazkov, A. Bernasik, M. Nocun, J. Camra, G. Borchardt
“The Use of XPS and SIMS in Studying the Early Oxidation Stages of FeCrAl-Based High Temperature Alloys”
Proc. 7th European Conference on Applications of Surface and Interface Analysis, ECASIA’97, Göteborg, 1997, Ed. I. Olefjord, L. Nyborg, D. Briggs, J. Wiley & Sons, Chichester, 1997, p. 259 – 262
9. K. Kowalski, A. Bernasik, A. Sadowski, J. Janowski, M. Radecka, J. Jedliński
“SIMS Investigation of Titanium Diffusion in Yttria Stabilised Zirconia”
Proc. 7th European Conference on Applications of Surface and Interface Analysis, ECASIA’97, Göteborg, 1997, Ed. I. Olefjord, L. Nyborg, D. Briggs, J. Wiley & Sons, Chichester, 1997, p. 259 – 262
10. A. Bernasik, K. Kowalski, A. Sadowski, J. Janowski, J. Jedliński
“XPS Study of the Surface Segregation in Yttria Stabilised Zirconia”
Proc. 7th European Conference on Applications of Surface and Interface Analysis, ECASIA’97, Göteborg, 1997, Ed. I. Olefjord, L. Nyborg, D. Briggs, J. Wiley & Sons, Chichester, 1997, p. 255 – 258
11. J. Jedliński, A. Glazkov, M. Konopka, G. Borchardt, E. Tscherkasova, M. Bronfin, M. Nocun
“An XPS/SEM/EDX study of the early oxidation stages of Fe19Cr5Al (Y) alumina-forming alloys at 1173 K"
Applied Surface Science, 103, 205 – 216 (1996)

Informacje dodatkowe:

Brak