Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Materiały ceramiczne
Course of study:
2019/2020
Code:
CIMT-1-601-s
Faculty of:
Materials Science and Ceramics
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Materials Science
Semester:
6
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
Responsible teacher:
prof. nadzw. dr hab. inż. Bućko Mirosław (bucko@agh.edu.pl)
Module summary

Zakres wykładów obejmuje wiedzę w szerokim obszarze materiałów ceramicznych – od ceramiki tradycyjnej, technicznej, materiałów ogniotrwałych, wiążących i budowlanych do zaawansowanych materiałów konstrukcyjnych i funkcjonalnych. Treści wykładów zawierają podstawowe informacje na temat poszczególnych grup materiałów, ich właściwości użytkowych a także zastosowania. Zajęcia seminaryjne poszerzają i uzupełniają wiedzę prezentowaną na wykładach. Zajęcia laboratoryjne mają aspekt technologiczny.

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 Rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się w tym podnoszenia kompetencji zawodowych IMT1A_K01 Activity during classes,
Examination,
Participation in a discussion
M_K002 Ma świadomość ważności zachowania się w sposób profesjonalny i przestrzegania zasad etyki zawodowej IMT1A_K03 Activity during classes,
Examination,
Participation in a discussion
Skills: he can
M_U001 Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie IMT1A_U01 Activity during classes,
Report
M_U002 Potrafi wytworzyć i scharakteryzować materiał ceramiczny o założonym składzie chemicznym i fazowym a także o założnych właściwościach użytkowych. IMT1A_U04 Execution of laboratory classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Ma poszerzoną wiedzę z zakresu wytwarzania i właściwości tradycyjnych i nowoczesnych tworzyw ceramicznych. IMT1A_W03 Examination,
Test,
Report,
Participation in a discussion,
Execution of laboratory classes,
Involvement in teamwork
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
75 30 0 30 0 0 15 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 Rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się w tym podnoszenia kompetencji zawodowych + - - - - + - - - - -
M_K002 Ma świadomość ważności zachowania się w sposób profesjonalny i przestrzegania zasad etyki zawodowej + - - - - + - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi wytworzyć i scharakteryzować materiał ceramiczny o założonym składzie chemicznym i fazowym a także o założnych właściwościach użytkowych. - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Ma poszerzoną wiedzę z zakresu wytwarzania i właściwości tradycyjnych i nowoczesnych tworzyw ceramicznych. + - - - - + - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 132 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 75 h
Preparation for classes 25 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 h
Realization of independently performed tasks 10 h
Examination or Final test 2 h
Module content
Lectures (30h):
Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z szerokim spektrum materiałów ceramicznych, ich otrzymywaniem, właściwościami i zastosowaniem.

Program zajęć obejmuje głównie charakterystykę najważniejszych grup grup materiałów ceramicznych. Omawiane są podstawowe zjawiska zachodzace w tych materiałach, ich struktury, mikrostruktury, charakterystyczne właściwości a także zastosowanie. Tematyka wykładów:
1. Wstęp, historia ceramiki;
2. Surowce ceramiczne;
3. Krzemiany, glinokrzemiany i szkła – podstawy systematyki krzemianów i glinokrzemianów, struktury, przykładowe związki, budowa szkieł krzemianowych, właściwości i zastosowanie, …
4. Ceramika tradycyjna i techniczna – ceramika szlachetna, porcelana, porcelit, fajans, płytki ceramiczne, pigmenty, …
5. Materiały budowlane i wiążące – cement, wapno, gips, materiały spiekane, cegły silikatowe, beton komórkowy, betony, …
6. Materiały ogniotrwałe – wymagania, podstawowe grupy materiałów, właściwości, zastosowanie, …
7. Tlenkowe materiały konstrukcyjne – struktury, właściwości, otrzymywanie: korund, dwutlenek cyrkonu, spinel, mullit, kwarc, kordieryt, …;
8. Kowalencyjne materiały konstrukcyjne – struktury, właściwości, otrzymywanie: węgliki, azotki, borki, alon, sialony, fazy MAX, …
9. Bioceramika – biozgodność i reaktywność materiałów ceramicznych w środowisku biologicznym, aplikacje, HAp, TCP, ZrO2;
10. Optoceramika – fotoprzewodniki, materiały laserowe, kryształy fotoniczne;
11. Elektroceramika – nadprzewodniki ceramiczne, półprzewodniki III-V, termistory, warystory, przewodniki jonowe, izolatory i dielektryki, ferroelektryki;
12. Magnetoceramika – zjawiska magnetyczne w materiałach ceramicznych, ferryty, rezystory magnetyczne, multiferroiki;
13. Kompozyty – CMC, kompozyty z włóknami ceramicznymi;

Laboratory classes (30h):

Teamty zajęć laboratoryjnych:
1. Formowanie I – wytwarzanie wyrobów z proszków (submikronowych, nano, z substancjami porotwórczymi), granulowanie (z różnymi substancjami poślizgowymi i bez), prasowanie jednoosiowe i izostatyczne, spiekanie;
2. Formowanie II – sporządzanie gęstwy, odlewanie do form gipsowych, suszenie;
3. Spiekanie – dylatometria, określenie warunków spiekania, spiekanie swobodne;
4. Charakterystyka I – gęstość, porowatość
5. Charakterystyka II – właściwości użytkowe,
6. Charakterystyka II – ilościowy opis mikrostruktury;

Seminar classes (15h):

1. Zajęcia wstępne – historia materiałów ceramicznych w kontekście innych technologii
2. Surowce ceramiczne – dobór surowca, przeróbka surowców, wpływ morfologii surowca na technologię, wpływ czystości surowca na właściwości wyrobu, separacja minerałów, bezpośrednie zastosowanie krzemianów i glinokrzemianów,
3. Podstawowe diagramy fazowe w ceramice – podstawy konstrukcji diagramów, reguła faz Gibbsa, typy diagramów, punkty charakterystyczne, pola pierwotnej krystalizacji, mikrostruktury, CaO-MgO-Al2O3, CaO-Al2O3-SiO2, Na2O-Al2O3-SiO2, CaO-Al2O3, CaO-ZrO2, MgO-ZrO2, Y2O3-ZrO2,
4. Chemia ciała stałego w materiałach ceramicznych – reakcje w ciele stałym, reakcje ciała stałego z fazą ciekłą, sposoby realizacji reakcji wraz ze spiekaniem reakcyjnym, rozkład termiczny i topienie surowców, kinetyka reakcji, .
5. Fizyka ciała stałego w materiałach ceramicznych – powiązanie właściwości fizycznych ze strukturami: elektronową i krystaliczną,
6. Kształtowanie mikrostruktury –
7. Degradacja materiałów ceramicznych – kruche pękanie, pełzanie wysokotemperaturowe, podkrytyczny rozwój pęknięć, złożone mechanizmy zużycia, zużycie ścierne, korozja chemiczna, erozja,
8. Obróbka końcowa wyrobów ceramicznych – zachowanie się materiałów w warunkach skrawania, szlifowania … , możliwości obróbki mechanicznej, cięcie wodne, obróbka chemiczna, trawienie, obróbka laserowa, …
9. Zastosowanie materiałów ceramicznych w nowoczesnych technologiach – energetyka, energetyka jądrowa, przemysł kosmiczny, automotiv,

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.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
  • 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:

Zaliczenie zajęć seminaryjnych związane jest z uzyskaniem pozytywnej oceny ze sprawdzianów pisemnych. Zajęcia laboratoryjne oceniane są na podstawie całościowego sprawozdania z przeprowadzonych ćwiczeń. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie pozytywnych ocen z zajęć seminaryjnych i laboratoryjnych.

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.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
  • 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 = 0,25×ocena seminarium + 0,25×ocena laboratorium + 0,5×ocena egzaminu

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

Wyrównywanie zaległości powstałych na skutek nieobecności studenta z przyczyn losowych odbędzie się w trybie indywidualnych konsultacji z osobami prowadzącymi ćwiczenia.

Prerequisites and additional requirements:

brak

Recommended literature and teaching resources:

Literatura:
1. J. Dereń, J. Haber, R. Pampuch, „Chemia Ciała Stałego”, PWN, Warszawa, 1975;
2. R. Pampuch, “Budowa i właściwości materiałów ceramicznych” Wyd. AGH, Kraków, 1995;
3. R. Pampuch, „Współczesne materiały ceramiczne”, wyd. AGH, Kraków, 2005;
4. R. Pampuch., K. Haberko., M. Kordek, „Nauka o procesach ceramicznych”, PWN, Warszawa, 1992;
5. J. Lis, R. Pampuch, „Spiekanie”, wyd. AGH, Kraków, 2001;

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

https://bpp.agh.edu.pl/autor/bucko-miroslaw-02392

Additional information:

None