Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Projektowanie i fizyka materiałów inżynierskich
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
CIM-2-202-FM-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Functional Materials
Kierunek:
Inżynieria Materiałowa
Semestr:
2
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Tkacz-Śmiech Katarzyna (smiech@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr hab. inż. Tkacz-Śmiech Katarzyna (smiech@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

The module allows a student to develop skills and understanding of materials properties and selection for engineering applications. Students work with the CES application.

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 Understanding of the methodology of design and selection of materials. Projekt
M_W002 Awareness of the usefulness of the database in material design. Projekt
M_W003 Has Praca wykonana w ramach praktyki
Umiejętności
M_U001 Ability to analyze reference data and indicate directions of research on new materials. IM2A_U02 Prezentacja
M_U002 Skills to design materials of tailored properties for various applications, based on own knowledge and reference data. IM2A_U02 Projekt
M_U003 Knowledge of database of CES software. Skills to use CES in designing and selection of materials for various applications. IM2A_U17 Projekt
Kompetencje społeczne
M_K001 Awareness of the economic effects of new technologies and their possible effects on the environment. Prezentacja
M_K002 Understanding that progress in materials science is important for the development other technologies, including: cosmic, biomedical, information technologies and machine industry. IM2A_K06 Studium przypadków
M_K003 Awareness of the need of commercialization of new technologies and new materials. IM2A_K06, IM2A_K05 Prezentacja
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 Understanding of the methodology of design and selection of materials. + - - - - + - - - - -
M_W002 Awareness of the usefulness of the database in material design. - - - - - + - - - - -
M_W003 Has + - - - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 Ability to analyze reference data and indicate directions of research on new materials. - - - - - + - - - - -
M_U002 Skills to design materials of tailored properties for various applications, based on own knowledge and reference data. + - - - - + - - - - -
M_U003 Knowledge of database of CES software. Skills to use CES in designing and selection of materials for various applications. + - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Awareness of the economic effects of new technologies and their possible effects on the environment. + - - - - + - - - - -
M_K002 Understanding that progress in materials science is important for the development other technologies, including: cosmic, biomedical, information technologies and machine industry. + - - - - + - - - - -
M_K003 Awareness of the need of commercialization of new technologies and new materials. - - - - - + - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1. Introduction: Methodologies of material design (bottom-up and top-down).
2. Classification of engineering materials.
3. A hierarchical model of materials structure (systematization): electronic structure, crystal structure, point defects, linear and surface defects, surface, habit.
4. Elastic properties and stresses in the material. Stress and strain tensors.
5. Plasticity, fracture toughness, strength, creep, fatigue strength – designing principles and theoretical basis.
6. Designing materials of tailored thermal properties (heat conductors and insulators); reduction of thermal stresses.
7. Corrosion and wear resistance – methods of surface engineering.
8. Designing of materials of tailored electric properties (conductors, dielectrics, superconductors).
9. Magnetic materials (hard and soft magnets).
10. Designing materials for optics and electronics
11. Rules for designing hybrid materials.

Zajęcia seminaryjne:
  1. Presentations, solving problems in solid-state physics

    Students solve typical problems in solid-state physics, concerning
    crystal structure,
    reciprocal lattice,
    the chemical bond in solids,
    band structure,
    Fermi gas of free electrons.

  2. Project activities, computer activities

    Computer classes with an application of CES Edu Pack, Granta Materials software: solving problems in the area of selection and designing of materials of tailored properties, including mechanic, electric, optical, thermal and magnetic properties. Drawing and analysis of Ashby’s maps. Analysis of the rules of hybrid materials design. Solving chosen problems in the physics of materials and solid-state physics (crystal structure, band structure, reciprocal lattice).

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 102 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 7 godz
Przygotowanie do zajęć 15 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 15 godz
Wykonanie projektu 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 5 godz
Udział w wykładach 15 godz
Udział w ćwiczeniach projektowych 30 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

A final grade is provided a grade for the design classes, calculated in proportion to the number of points scored.
A student can get points for:
- the projects (reports) made with CES program – max. 50 points
- the presentation of the project – max. 10
- lecture exam – max. 20 points
- activity

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Foundations of solid state physics and chemistry.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Ashby M., Shercliff H., Cebon D.: Materials, engineering, science, processing and design, Elsevier, UK 2010.
Ashby M. F.: Jones D.R.H., Materiały inżynierskie. t.1 i 2, , WNT, Warszawa 1996.
Tkacz-Śmiech K.: Elektrony w atomach, cząsteczkach i kryształach wprowadzenie w zagadnienia wiązania chemicznego w strukturach nieorganicznych, Wyd. AGH, Kraków 2002.
Nadachowski F., Jonas S., Ptak W.: Wstęp do projektowania technologii ceramicznych, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 1999.
Pampuch R.: Współczesne materiały ceramiczne, Wyd. AGH, Kraków 2005.
Dobrzański L.A.: Materiały inżynierskie i projektowanie materiałowe, WNT, 2006.
Dobrzański L.A.: Metalowe materiały inżynierskie, WNT, Warszawa 2004.
Dobrzański L.A.: Niemetalowe materiały inżynierskie, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2008.
Burakowski T., Wierzchoń T.: Inżynieria powierzchni metali, WNT, Warszawa 1995.
Lalena J.N.:, Cleary D.A.: Principles of inorganic materials design, Wiley, 2005.
Chiang Y.-M., Birnie III D., Kingery W.D.: Physical ceramics, Wiley, 1997.
Springer handbook of condensed matter and materials data. ed. W. Martienssen and H. Warlimont, 2005.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Tkacz-Śmiech K.: Elektrony w atomach, cząsteczkach i kryształach wprowadzenie w zagadnienia wiązania chemicznego w strukturach nieorganicznych, Wyd. AGH, Kraków 2002.
2. Tkacz-Śmiech K.: Gęstość elektronowa w opisie oddziaływań chemicznych w kryształach, Polski Biuletyn Ceramiczny Vol. 74, Kraków 2003.
3. Tkacz-Śmiech K.: Kryształy jonowo-kowalencyjne typu AB i ABO3: związki pomiędzy składem chemicznym, budową, naturą wiązań i wybranymi właściwościami, Polski Biuletyn Ceramiczny Vol. 95, Kraków 2006.
4. Tkacz-Śmiech K.: Termodynamika dla ceramików, Kraków 2012.
5. Katarzyna Tkacz-Śmiech: Multicomponent Diffusion, Kraków 2018

Informacje dodatkowe:

Brak