Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Projektowanie i fizyka materiałów inżynierskich
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
CIM-2-202-MF-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Materiały funkcjonalne
Kierunek:
Inżynieria Materiałowa
Semestr:
2
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr inż. Kucza Witold (witek@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr hab. inż. Kluska Stanisława (kluska@agh.edu.pl)
dr inż. Kucza Witold (witek@agh.edu.pl)
dr hab. inż. Tkacz-Śmiech Katarzyna (smiech@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 Zna zależności pomiędzy właściwościami materiałów a ich budową na różnych poziomach struktury. IM2A_W09 Kolokwium
M_W002 Rozumie metodykę projektowania i doboru materiałów oraz konieczność szczegółowego formułowania celów projektu i użytkowych funkcji projektowanego materiału. IM2A_W09 Projekt
M_W003 Ma świadomość użyteczności baz danych w projektowaniu. IM2A_W13 Projekt
Umiejętności
M_U001 Umie posługiwać się bazą danych programu CES i wykorzystywać wszystkie możliwości tego programu w doborze i projektowaniu materiałów do różnych zastosowań. IM2A_U07 Aktywność na zajęciach,
Projekt
M_U002 Potrafi dokonać syntezy danych literaturowych i na tej podstawie wskazać kierunki poszukiwań nowych materiałów IM2A_U09 Prezentacja,
Projekt,
Udział w dyskusji
M_U003 Potrafi samodzielnie opracować projekt materiału do określonych zastosowań, wykorzystując własną wiedzę z zakresu nauk materiałowych oraz w oparciu o przegląd literatury. IM2A_U09 Prezentacja,
Projekt
Kompetencje społeczne
M_K001 Ma świadomość możliwości komercjalizacji nowych technologii i materiałów. IM2A_K05 Prezentacja,
Projekt
M_K002 Ma świadomość ekonomicznych efektów nowych technologii i ich wpływu na środowisko. IM2A_K05 Prezentacja,
Projekt
M_K003 Rozumie, że rozwój inżynierii materiałowej ma istotne znaczenie dla nowoczesnych technologii, w tym: kosmicznych, biomedycznych, maszynowych, informatycznych i innych. IM2A_K06 Udział w dyskusji,
Wykonanie projektu
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 zależności pomiędzy właściwościami materiałów a ich budową na różnych poziomach struktury. + - - - - - - - - - -
M_W002 Rozumie metodykę projektowania i doboru materiałów oraz konieczność szczegółowego formułowania celów projektu i użytkowych funkcji projektowanego materiału. + - - - - - - - - - -
M_W003 Ma świadomość użyteczności baz danych w projektowaniu. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Umie posługiwać się bazą danych programu CES i wykorzystywać wszystkie możliwości tego programu w doborze i projektowaniu materiałów do różnych zastosowań. + - - - - + - - - - -
M_U002 Potrafi dokonać syntezy danych literaturowych i na tej podstawie wskazać kierunki poszukiwań nowych materiałów + - - - - - - - - - -
M_U003 Potrafi samodzielnie opracować projekt materiału do określonych zastosowań, wykorzystując własną wiedzę z zakresu nauk materiałowych oraz w oparciu o przegląd literatury. + - - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Ma świadomość możliwości komercjalizacji nowych technologii i materiałów. + - - - - - - - - - -
M_K002 Ma świadomość ekonomicznych efektów nowych technologii i ich wpływu na środowisko. + - - - - - - - - - -
M_K003 Rozumie, że rozwój inżynierii materiałowej ma istotne znaczenie dla nowoczesnych technologii, w tym: kosmicznych, biomedycznych, maszynowych, informatycznych i innych. + - - - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
  1. Wykład

    1. Wprowadzenie: Metodyka projektowania materiałów (bottom-up i top-down).
    2. Podział materiałów inżynierskich.
    3. Hierarchiczny model budowy materiału (usystematyzowanie) : struktura elektronowa, budowa krystaliczna, punktowe defekty struktury krystalicznej, defekty liniowe i powierzchniowe, powierzchnia, pokrój zewnętrzny.
    4. Właściwości sprężyste i naprężenia w materiałach. Tensor naprężeń.
    5. Plastyczność, kruche pękanie i wytrzymałość, pełzanie, wytrzymałość zmęczeniowa – podstawy teoretyczne zjawisk.
    6. Projektowanie materiałów o określonych właściwościach cieplnych (przewodniki ciepła i izolatory). Projektowanie w aspekcie minimalizacji naprężeń cieplnych.
    7. Odporność materiałów na korozję i zużycie – metody zwiększania odporności.
    8. Projektowanie materiałów o określonych właściwościach elektrycznych (przewodniki, dielektryki, nadprzewodniki).
    9. Materiały magnetyczne (twarde i miękkie magnetyki).
    10. Projektowanie materiałów do zastosowań optycznych.
    11. Projektowanie i otrzymywanie materiałów hybrydowych.

  2. Projekt. Ćwiczenia projektowe w pracowni komputerowej

    Zajęcia komputerowe z wykorzystaniem programu CES Edu Pack, stanowiącego część oprogramowania Granta Materials: rozwiązywanie problemów w zakresie doboru i projektowania materiałów o określonych właściwościach mechanicznych, elektrycznych, optycznych i magnetycznych. Przygotowywanie i analiza diagramów Ashby’ego. Sprawdzanie reguł projektowania kompozytów. Rozwiązywanie zadań i przykładowych problemów w zakresie fizyki materiałów i fizyki ciała stałego (struktura krystaliczna, sieć odwrotna, struktura pasmowa).

Zajęcia seminaryjne:
Projekt. Ćwiczenia projektowe w pracowni komputerowej

Zajęcia komputerowe z wykorzystaniem programu CES Edu Pack, stanowiącego część oprogramowania Granta Materials: rozwiązywanie problemów w zakresie doboru i projektowania materiałów o określonych właściwościach mechanicznych, elektrycznych, optycznych i magnetycznych. Przygotowywanie i analiza diagramów Ashby’ego. Sprawdzanie reguł projektowania kompozytów. Rozwiązywanie zadań i przykładowych problemów w zakresie fizyki materiałów i fizyki ciała stałego (struktura krystaliczna, sieć odwrotna, struktura pasmowa).

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 120 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 7 godz
Przygotowanie do zajęć 14 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 14 godz
Wykonanie projektu 13 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć -1 godz
Udział w wykładach 45 godz
Udział w ćwiczeniach projektowych 28 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa jest oceną z ćwiczeń projektowych, wystawioną według skali punktowej, jak w regulaminie studiów:
1) za wykonanie zadań projektowych w zakresie doboru i projektowania materiałów z użyciem programu CES EduPack – maksymalnie 70 punktów;
2) oceny za aktywność na zajęciach – maksymalnie 30 punktów.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Znajomość podstaw fizyki i chemii ciała stałego.
Podstawowa znajomość angielskiej nomenklatury w zakresie inżynierii materiałowej

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:

Tkacz-Śmiech K.: Elektrony w atomach, cząsteczkach i kryształach wprowadzenie w zagadnienia wiązania chemicznego w strukturach nieorganicznych, Wyd. AGH, Kraków 2002.
Tkacz-Śmiech K.: Gęstość elektronowa w opisie oddziaływań chemicznych w kryształach, Polski Biuletyn Ceramiczny Vol. 74, Kraków 2003.
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.
Tkacz-Śmiech K.: Termodynamika dla ceramików, Kraków 2012.

Informacje dodatkowe:

Brak