Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Zaawansowane technologie w inżynierii powierzchni
Course of study:
2019/2020
Code:
MIMT-2-232-s
Faculty of:
Metals Engineering and Industrial Computer Science
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Materials Science
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż. Kopia Agnieszka (kopia@agh.edu.pl)
Module summary

Na zajęciach student zapozna się z zaawansowanymi technologiami w inżynierii powierzchni w szczególności z fizycznymi metodami osadzania cienkich warstw i powłok takimi jak CVD, PVD, PLD PED Także student zapozna się z określonymi zastosowaniami, poprawą własności eksploatacyjnych części maszyn i urządzeń, jak również nadaniu im walorów dekoracyjnych.

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 Potrafi pracować zespołowo i rozpiązywać problemy techniczne. IMT2A_K01 Activity during classes
Skills: he can
M_U001 Umie dobrać techniki badawcze w celu określenia powodów uszkodzenia warstwy wierzchniej i powłok. IMT2A_U04 Report
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student zna podstawy wytwarzania cienkich warstw metodami fizycznymi IMT2A_W01 Test
M_W002 Umie dobrać metody wytwarzania powłok w celu ochrony przed skutkami eksploatacji IMT2A_W01 Test
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
56 28 0 28 0 0 0 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 Potrafi pracować zespołowo i rozpiązywać problemy techniczne. - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Umie dobrać techniki badawcze w celu określenia powodów uszkodzenia warstwy wierzchniej i powłok. - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student zna podstawy wytwarzania cienkich warstw metodami fizycznymi + - - - - - - - - - -
M_W002 Umie dobrać metody wytwarzania powłok w celu ochrony przed skutkami eksploatacji + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 128 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 h
Preparation for classes 20 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 25 h
Realization of independently performed tasks 20 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 5 h
Module content
Lectures (28h):
Wykład Celem wykładu jest zapoznanie studenta z nowoczesnymi technologiami inżynierii powierzchni do określonych zastosowań, poprawa własności eksploatacyjnych części maszyn i urządzeń, jak również nadania im walorów dekoracyjnych. Omówione zostaną istotne zagadnienia związane z technikami jarzeniowymi, technikami cienkowarstwowymi (CVD, PVD), ablacji laserowej, technologiami nakładania farb i polimerów, technologiami zapobiegającymi korozji i innym rodzajom niszczenia materiałów, sposobem ochrony turbin gazowych itp. W ramach wykładu przedstawione zostaną zagadnienia związane z wytwarzaniem powłok wielowarstwowych, funkcjonalnych powłok gradientowych, powłok stosowanych jako bariery dyfuzyjne i bariery cieplne.

- Wykład wprowadzający – przegląd technologii inżynierii powierzchni,
- Podstawy technologii chemicznych i elektrochemicznych, powłoki platerowane, powłoki konwersyjne, techniki galwaniczne,
- Podstawy nanoszenia powłok malarskich i polimerowych,
- Technologie oparte o procesy fizyczne, podstawy wzrostu cienkich warstw i powłok (teorie zarodkowania i wzrostu warstw z fazy gazowej, ciekłej i stałej, struktura granic rozdziału), adhezja (czynniki sprzyjające adhezji, metody pomiaru),
- Procesy nawęglania próżniowego i azotowania jarzeniowego,
- Nisko i wysokotemperaturowe natryskiwanie plazmowe, Podstawy procesów CVD i PVD,
- Podstawy procesu ablacji laserowej,
- Podstawy technologii jonowych oraz implantacji jonów,
- Funkcjonalne warstwy gradientowe,
- Technologie nanoszenia powłoki stosowanych jako bariery cieplne,
- Technologie cienkowarstwowe wykorzystywane w elektronice i elektrotechnice,
- Zasady doboru technologii inżynierii powierzchni do zastosowań w biomedycynie, w optyce, jubilerstwie, w przemyśle tekstylnym,
- Zasady doboru technologii inżynierii powierzchni do zastosowań w: przemyśle narzędziowym i zbrojeniowym, w przemyśle spożywczym, chemicznym i petrochemicznym, w lotnictwie, hutnictwie, energetyce, transporcie naziemnym, w przemyśle maszynowym i ciężkim sprzęcie budowlanym, w wyrobach AGD,
- Technologie inżynierii powierzchni w procesach wytwarzania i napraw wyrobów metalowych,
- Kierunki i perspektywy rozwoju inżynierii powierzchni

Laboratory classes (28h):
Ćwiczenia laboratoryjne

Ćwiczenia laboratoryjne
- Badania struktury i podstawowych własności warstw wierzchnich wytwarzanych techniką implantacji jonów,
- Badania struktury i podstawowych własności powłok wytwarzanych techniką CVD,
- Badania struktury i podstawowych własności powłok wytwarzanych techniką PVD,
- Badania struktury i podstawowych własności powłok nakładanych galwanicznie i ogniowo,
- Badania struktury i podstawowych własności powłok wytwarzanych techniką ablacji laserowej,
- Zajęcia praktyczne w zakładach przemysłowych.

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.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Z każdych ćwiczeń laboratoryjnych należy uzyskać ocenę pozytywną. Ocena z ćw. jest średnią z poszczególnych ćw. lab. Kolokwium poprawkowe z ćw. lab. obejmuje tematykę wszystkich ćwiczeń. Do egzaminu dopuszczone są osoby z pozytywną oceną z ćwiczeń lab.

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.
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa to średnia ważona 03*Oćw.+0,7*O egzanim

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

Zaległości z powodu nieobecności należy nadrobić, a w jakiej formie ma być to zrobione należy ustalić z prowadzącym dane ćwiczenie.

Prerequisites and additional requirements:

Należy mieć podstawową wiedzę z Inżynierii powierzchni.

Recommended literature and teaching resources:

1. T.Burakowski, E.Roliński, T.Wierzchoń: “Inżynieria Powierzchni”, Wyd. Pol. Warszawskiej, Wwa,
1992.
2. T.Burakowski i T.Wierzchoń: “Inżynieria Powierzchni Metali”, WNT W-wa, 1995.
3. T. Rosiński: “Wybrane zastosowania implantacji jonów w nauce i technice”, Ossolineum,
Wrocław 1978.
4. R.Kloc: “Metody wytwarzania cienkich warstw metalicznych”, PWN, W-wa, 1974.
5. K.Przybyłowicz: “Metaloznawstwo”, Skrypt AGH, 1979 i wydania późniejsze.
6. D.S.Rickerby and A.Matthews: “Advanced Surface Coatings: a Handbook of Surface
Engineering”, Chapman and Hall, New York, 1991.7.P.Kula: „Inżynieryjna Warstwa Wierzchnia”,
Wydawnictwa Naukowe Politechniki Łódzkiej, Łódź 2000.
8. J. Kusiński: „ Lasery i ich zastosowanie w Inzynierii Materiałowej”, Wydawnictwo Naukowe
„Akapit”, Kraków-2000.
9. A. Sokołowska: Niekonwencjonalne środki syntezy materiałów. PWN , Warszawa 1991,
10. K. Przybyłowicz: Teoria i praktyka borowania stali. Wyd. PŚW., Kielce 2000,
11. A. Michalski: Fizykochemiczne podstawy otrzymywania powłok z fazy gazowej. Ofic. Wyd. PW,
Warszawa 2000
12. W. Babul, H. Ziencik, T.Babul, Z. Ziółkowski: Powłoki impulsowo-gazotemiczne. Wyd. ITWL,
Warszawa 1986
13. Z. Nitkiewicz: Wykorzystanie łukowych źródeł plazmy w inżynierii powierzchni. Wyd. P. Cz.,
Częstochowa 2001
14. B. Major: Ablacja i osadzanie leserem impulsowym. Wyd. „Akapit", Kraków 2002
15. M. Kupczyk: Syntetyczny opis zużycia ostrzy skrawających ze szczególnym uwzględnieniem
zużycia ściernego. Wyd. PTNP, Poznań 1998,
16. J. K. Senatorski: Podnoszenie tribologicznych właściwości materiałów przez obróbkę cieplną i
powierzchniową. Wyd. 1MP, Warszawa 2003,
A. Nakonieczny: Powierzchniowa obróbka plastyczna – kulowanie. Wyd. IMP, Warszawa 2003,
17. J. Socha, J. A. Weber: Podstawy elektrolitycznego osadzania stopów metali. Wyd. BMP,
Warszawa 2001,
18. M. Kupczyk: Inżynieria powierzchni – powłoki przeciwzużyciowe na ostrza skrawające. Wyd.
PP, Poznań 2004,
19. T. Burakowski: Rozważania o synergizmie w inżynierii powierzchni. Wyd. PR, Radom 2004
20. M. Blicharski: Inżynieria powierzchni, WNT, 2009r.
21. Analiza bieżącej literatury w czasopismach: Inżynieria Powierzchni, Surface Coatings and
Technology, Surface Science, Surface Science Reports, Thin Solid Films, Wear

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

1. M. Solecka, A. Kopia, A. Radziszewska, B. Rutkowski,”Microstructure, microsegregation and nanohardness of CMT clad layers of Ni-base alloy on 16Mo3 steel” Journal of Alloys and Compounds (2018), Volume 751, 86-95
2. Electrophoretic deposition and microstructure development of Si3N4/polyetheretherketone coatings on titanium alloy / Tomasz MOSKALEWICZ, Anita ZYCH, Aleksandra KRUK, Agnieszka KOPIA, Sławomir ZIMOWSKI, Maciej SITARZ, Łukasz CIENIEK // Surface and Coatings Technology ; ISSN 0257-8972. — 2018 vol. 350, s. 633–647.
3. A. Dębowska, A. Kopia, I. Kalemba-Rec, P. Petrzak, A. Magdziarz “Surface characterization of 309 and 310 steel after the corrosion in wood biomass ash” Acta Physica Polonica. A (2017) vol. 131, no.5, s. 1387–1389
4.Deposition of oxide and intermetallic thin films by pulsed laser (PLD) and electron beam (PED) methods — Osadzanie tlenkowych oraz międzymetalicznych cienkich filmów z wykorzystaniem lasera impulsowego (PLD) i wiązki elektronowej (PED) / J. KUSIŃSKI, A. KOPIA, Ł. CIENIEK, S. KĄC, A. RADZISZEWSKA // Archives of Metallurgy and Materials / Polish Academy of Sciences. Committee of Metallurgy. Institute of Metallurgy and Materials Science ; ISSN 1733-3490. — 2015 vol. 60 iss. 3, s. 2173–2182.
5. A. Kopia, K. Kowalski, Ch. Leroux, J.R. Gavarri “Influence of the substrate on the structure stability LaLuO3 thin films deposited by PLD method” Vacuum (2016) vol.134 s. 120-129
6. M. Solecka, M. Kopyściański, J. Kusiński, A. Kopia, A. Radziszewska “Erosive wear of Inconel 625 alloy coatings deposited by CMT method” Archives of Metallurgy and Materials ISSN 1733-3490. — 2016 vol. 61 no. 2B, s. 1201–1206

Additional information:

None