Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Design and physics of egineering materials
Course of study:
2019/2020
Code:
CIMT-2-307-s
Faculty of:
Materials Science and Ceramics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Materials Science
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr inż. Kucza Witold (witek@agh.edu.pl)
Module summary
W ramach modułu studenci poznają narzędzia do rozwiązywanie problemów w zakresie doboru i projektowania materiałów o określonych właściwościach mechanicznych, elektrycznych, optycznych i magnetycznych. Moduł obejmuje: stosowanie reguł doboru materiałów, projektowanie kompozytów, przygotowywanie i analizę diagramów Ashby’ego oraz rozwiązywanie zadań i przykładowych problemów w zakresie fizyki materiałów.
Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Ma świadomość możliwości komercjalizacji nowych technologii i materiałów. IMT2A_K02 Presentation,
Project
M_K002 Ma świadomość ekonomicznych efektów nowych technologii i ich wpływu na środowisko. IMT2A_K02 Presentation,
Project
M_K003 Rozumie, że rozwój inżynierii materiałowej ma istotne znaczenie dla nowoczesnych technologii, w tym: kosmicznych, biomedycznych, maszynowych, informatycznych i innych. IMT2A_K03 Participation in a discussion,
Execution of a project
Skills: he can
M_U001 Umie posługiwać się bazą danych programu CES i wykorzystywać wszystkie możliwości tego programu w doborze i projektowaniu materiałów do różnych zastosowań. IMT2A_U02 Activity during classes,
Project
M_U002 Potrafi dokonać syntezy danych literaturowych i na tej podstawie wskazać kierunki poszukiwań nowych materiałów IMT2A_U04 Presentation,
Project,
Participation in a discussion
M_U003 Potrafi samodzielnie opracować projekt materiału do określonych zastosowań, wykorzystując własną wiedzę z zakresu nauk materiałowych oraz w oparciu o przegląd literatury. IMT2A_U04 Presentation,
Project
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Zna zależności pomiędzy właściwościami materiałów a ich budową na różnych poziomach struktury. IMT2A_W03 Test
M_W002 Rozumie metodykę projektowania i doboru materiałów oraz konieczność szczegółowego formułowania celów projektu i użytkowych funkcji projektowanego materiału. IMT2A_W03 Project
M_W003 Ma świadomość użyteczności baz danych w projektowaniu. IMT2A_W02 Project
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
45 15 0 0 0 0 30 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
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. + - - - - - - - - - -
Skills
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. + - - - - - - - - - -
Knowledge
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. + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 90 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 h
Preparation for classes 19 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 h
Realization of independently performed tasks 4 h
Contact hours 2 h
Module content
Lectures (15h):
Wykład

1. Wprowadzenie: Metodyka projektowania materiałów.
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.

Seminar classes (30h):
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.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Seminar classes: Na zajęciach seminaryjnych podstawą jest prezentacja multimedialna oraz ustna prowadzona przez studentów. Kolejnym ważnym elementem kształcenia są odpowiedzi na powstałe pytania, a także dyskusja studentów nad prezentowanymi treściami.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Warunkiem zaliczenia projektu jest poprawne jego wykonanie i oddanie w terminie ustalonym przez prowadzącego zajęcia.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Seminar classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci prezentują na forum grupy temat wskazany przez prowadzącego oraz uczestniczą w dyskusji nad tym tematem. Ocenie podlega zarówno wartość merytoryczna prezentacji, jak i tzw. kompetencje miękkie.
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa jest średnią oceną z ćwiczeń projektowych, w zakresie doboru i projektowania materiałów z użyciem programu CES EduPack, wystawioną według skali punktowej, jak w regulaminie studiów AGH.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

W przypadku nieobecności studenta, warunkiem zaliczenia jest wykonanie projektu na zajęciach z inną grupą i oddanie w terminie ustalonym przez prowadzącego zajęcia. W innym przypadku warunki zaliczenia projektu zostaną ustalone indywidualnie przez prowadzącego zajęcia.

Prerequisites and additional requirements:

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

Recommended literature and teaching resources:

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.
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.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None