Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Basics of crystallography
Course of study:
2019/2020
Code:
NIMN-1-205-s
Faculty of:
Non-Ferrous Metals
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Inżynieria Metali Nieżelaznych
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, prof. AGH Leszczyńska-Madej Beata (bleszcz@agh.edu.pl)
Module summary

Studenci poznają podstawowe zagadnienia z zakresu krystalografii i budowy kryształów, scharakteryzowane zostaną układy krystalograficzne, typy sieci Bravais’go, roztwory stałe, związki chemiczne, a także związek właściwości z budową wewnętrzną wybranych materiałów. Omówiona zostanie rzeczywista budowa ciał krystalicznych i defekty sieci, symetria budowy kryształów. Przedstawione zostaną zasady wskaźnikowania, prawo przynależności pasowej, konstrukcja siatki Wulfa i rzut stereograficzny.

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)
Skills: he can
M_U001 Ma umiejętność wskaźnikowania kierunków i płaszczyzn krystalograficznych w układzie regularnym i heksagonalnym IMN1A_U02 Execution of exercises,
Test,
Examination
M_U002 Posiada umiejętność przedstawiania elementarnych zagadnień krystalograficznych przy wykorzystaniu rzutu stereograficznego IMN1A_U01 Execution of exercises,
Test,
Examination
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Zna podstawowe pojęcia z zakresu krystalografii i budowy krystalicznej materiałów, ma wiedzę dotyczącą struktury materiałów metalicznych IMN1A_W06, IMN1A_W01 Execution of exercises,
Test,
Examination
M_W002 Posiada podstawową wiedzę niezbędną do dalszego studiowania zjawisk i procesów w materiałach inżynierskich IMN1A_W06, IMN1A_W01 Participation in a discussion,
Test,
Examination
M_W003 Potrafi powiązać własności materialów metalicznych z ich strukturą krystaliczną i mikrostrukturą IMN1A_W06 Test,
Examination
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
60 30 30 0 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
Skills
M_U001 Ma umiejętność wskaźnikowania kierunków i płaszczyzn krystalograficznych w układzie regularnym i heksagonalnym + + - - - - - - - - -
M_U002 Posiada umiejętność przedstawiania elementarnych zagadnień krystalograficznych przy wykorzystaniu rzutu stereograficznego + + - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Zna podstawowe pojęcia z zakresu krystalografii i budowy krystalicznej materiałów, ma wiedzę dotyczącą struktury materiałów metalicznych + + - - - - - - - - -
M_W002 Posiada podstawową wiedzę niezbędną do dalszego studiowania zjawisk i procesów w materiałach inżynierskich + - - - - - - - - - -
M_W003 Potrafi powiązać własności materialów metalicznych z ich strukturą krystaliczną i mikrostrukturą + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 152 h
Module ECTS credits 6 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 h
Preparation for classes 35 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 6 h
Realization of independently performed tasks 35 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 4 h
Inne 10 h
Module content
Lectures (30h):

W ramach wykładu omawiane będa następujące zagadnienia:
1. Wprowadzenie do krystalografii; podstawowe zagadnienia i definicje z zakresu krystalografii i budowy kryształów; pojęcie sieci przestrzennej i krystalicznej, konstrukcja sieci, prostej i płaszczyzny sieciowej, pojęcie kryształu i polikryształu.
2. Układy krystalograficzne i sieci przestrzenne Bravais’go. Parametry charakteryzujące komórkę elementarną. Położenie węzłów, prostych i płaszczyzn w sieciach przestrzennych. Równania prostej i płaszczyzny sieciowej, zasady wskaźnikowania kierunków i płaszczyzn sieciowych. Rysowanie prostych i płaszczyzn w układzie regularnym.
3. Proste i płaszczyzny sieciowe w układzie heksagonalnym. Pojęcie pasa krystalograficznego, prawo przynależności pasowej. Podstawowe wzory i zależności krystalograficzne.
4. Projekcja sferyczna, stereograficzna i cyklograficzna. Rzut stereograficzny sześcianu. Konstrukcja siatki Wulfa. Podstawowe zasady i własności projekcji stereograficznej.
5. Podstawowe konstrukcje z wykorzystaniem siatki Wulfa. Konstrukcje rzutów standardowych dla układu regularnego na płaszczyzny typu {100}, {110} i {111}.
6. Symetria budowy kryształów; elementy symetrii, kombinacje elementów symetrii. Grupy punktowe i grupy przestrzenne.
7. Klasyfikacja ciał krystalicznych. Typy struktur pierwiastków i wybranych związków.
8. Rzeczywista budowa ciał krystalicznych, defekty sieciowe: punktowe, liniowe i powierzchniowe.
9. Systemy poślizgu w metalach o sieci RSC, RPC i HZ. Płaszczyzny o najgęstszym ułożeniu, sekwencja ułożenia płaszczyzn. Związek właściwości z wewnętrzną budową wybranych materiałów krystalicznych. Podstawowe własności fizyczne. Luki oktaedryczne i tetraedryczne.
10. Dyfrakcja promieni rentgenowskich na ciałach krystalicznych. Właściwości promieni rentgenowskich. Geometria dyfrakcji. Prawo Bragga, czynnik struktury. Sieć odwrotna.

Auditorium classes (30h):

W ramach ćwiczeń audytoryjnych realizowane będą następujące zagadnienia:
1. Układy krystalograficzne i sieci przestrzenne Bravais’go; podstawowe parametry i zależności.
2. Rysowanie kierunków i płaszczyzn krystalograficznych w układzie regularnym, zasady wskaźnikowania.
3. Rysowanie kierunków i płaszczyzn krystalograficznych w układzie heksagonalnym.
4. Wyznaczanie stopnia wypełnienia podstawowych sieci krystalograficznych (RPC, RSC, HZ) i wybranych płaszczyzn krystalograficznych.
5. Wyznaczanie promieni atomowych w danych sieciach, wyznaczanie liczby koordynacyjnej.
6. Wyznaczanie wielkości luk tetraedrycznych i oktaedrycznych w sieciach RPC i RSC.
7. Iloczyn skalarny i wektorowy, wyznaczanie odległości pomiędzy płaszczyznami krystalograficznymi, wyznaczanie kątów pomiędzy płaszczyznami i kierunkami krystalograficznymi.
8. Prawo przynależności pasowej; wyznaczanie osi pasa krystalograficznego, określanie symboli płaszczyzn przynależących do dwóch pasów.
9. Sekwencje ułożenia płaszczyzn, systemy poślizgu w poszczególnych sieciach krystalograficznych.
10 Rzuty stereograficzne kierunków i płaszczyzn: konstrukcja rzutów standardowych na płaszczyzny typu {100}, {110} i {111}.
11. Wykorzystanie prawa Bragga, czynnik struktury.

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.
  • Auditorium classes: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Warunkiem zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych jest zaliczenie poszczególnych kolokwiów na ocenę pozytywną oraz obecność na zajęciach.
Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie zaliczenia z ćwiczeń audytoryjnych.
Zgodnie z regulaminem studiów Student ma prawo do trzykrotnego przystąpienia do egzaminu w zaplanowanych terminach, w tym jeden raz w terminie podstawowym i dwa razy w terminie poprawkowym. Nieusprawiedliwiona nieobecność na egzaminie w danym terminie powoduje utratę tego terminu.

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.
  • Auditorium classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
Method of calculating the final grade:

ocena końcowa = (0.4 x ocena z ćwiczeń audytoryjnych) + (0.6 x ocena z egzaminu)

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

Prerequisites and additional requirements:

Prerequisites and additional requirements not specified

Recommended literature and teaching resources:

1. T. Penkala „Zarys krystalografii”, PWN, Warszawa.
2. J. Chojnacki „Krystalografia chemiczna i fizyczna”, PWN, Warszawa.
3. A. Kelly, G.W. Groves „Krystalografia i defekty kryształow”, PWN, Warszawa.
4. Z. Trzaska-Durski, H. Trzaska-Durska “Podstawy krystalografii strukturalnej i rentgenowskiej”, PWN, Warszawa, 1994.
5. Z. Bojarski, M. Gigla, K. Stroż, M. Surowiec “Krystalografia – podręcznik wspomagany komputerowo”, PWN, Warszawa, 1996, 2001.
6. M. van Meerssche, J. Feneau-Dupont “Krystalografia i chemia strukturalna”, PWN, Warszawa, 1984.
I inne dostępne

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

1. Richert Maria, Leszczyńska Beata.: Ultrafine- and nano–grained aluminium alloys formed by cyclic extrusion compression, Archives of Metallurgy and Materials Vol.53, Issue 3, str.721-726 (2008)
2. Richert Maria, Leszczyńska-Madej Beata, Richert Jan, Boczkal Sonia.: Wpływ intensywnych odkształceń plastycznych na strukturę aluminium i jego stopów, Rudy i Metale Nieżelazne R 55 Nr 5, str. 284-291 (2010)
3. Leszczyńska – Madej Beata, Richert Maria.: The effect of strain rate on the evolution of microstructure in aluminium alloys, Journal of Microscopy, Vol.237, str. 399 – 403 (2010)
4. B. LESZCZYŃSKA-MADEJ, M. W. RICHERT, M. PEREK-NOWAK.: Effect of severe plastic deformation on microstructure evolution of pure aluminium, Archives of Metallurgy and Materials, vol. 60/2Bstr. 1437-1440 (2015)
5. B. LESZCZYŃSKA-MADEJ, A. WĄSIK, M. MADEJ, Microstructure characterization of SiC reinforced aluminium and Al4Cu alloy matrix composites, Archives of Metallurgy and Materials, vol. 62/2, s. 747–755 (2017)

Additional information:

None