Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Ceramic and composite materials
Course of study:
2019/2020
Code:
NIMN-1-603-s
Faculty of:
Non-Ferrous Metals
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Inżynieria Metali Nieżelaznych
Semester:
6
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Jaworska Lucyna (ljaw@agh.edu.pl)
Module summary

Omówione zostaną podstawowe grupy tworzyw ceramicznych konstrukcyjnych, budowlanych, funkcjonalnych, narzędziowych, biorąc pod uwagę ich budowę, właściwości oraz zagadnienia dotyczące budowy, otrzymywania i właściwości kompozytów na osnowie metalowej, ceramicznej i polimerowej.

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 Jest gotów do nawiązywania współpracy ze specjalistami oraz z grupami eksperckimi w przypadku trudnych problemów technicznych i organizacyjnych w miejscu pracy IMN1A_K01 Activity during classes
M_K002 Wykazuje dużą aktywność społeczną, jest przedsiębiorczy, jednocześnie jest gotów na rozwiązania kompromisowe wkładając w to swoją wiedzę i intuicję IMN1A_K02 Activity during classes
M_K003 Rozumie potrzebę przestrzegania zasad etyki zawodowej, podtrzymuje i przekazuje tradycje Akademii Górniczo-Hutniczej i Wydziału Metali Nieżelaznych w kraju i na świecie IMN1A_K03 Activity during classes
Skills: he can
M_U001 Nabytą wiedzę potrafi wykorzystać do analizy własności i doboru materiałów do zastosowań technicznych IMN1A_U03 Report
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Posiada ogólną wiedzę z zakresu fizyki i chemii niezbędną do zrozumienia procesów właściwych dla szeroko pojętej inżynierii materiałowej, a w szczególności metalurgii i recyklingu ceramiki i kompozytów oraz przetwórstwa i materiałoznawstwa. IMN1A_W01 Examination
M_W002 Posiada wiedzę w zakresie projektowania i wytwarzania nowoczesnych materiałów z ceramiki i kompozytów do zastosowań w strategicznych działach gospodarki. IMN1A_W02 Examination
M_W003 Zna i rozumie podstawowe procesy technologiczne obejmujące swym zakresem produkcję ceramik i kompozytów w obszarze tradycyjnego przetwórstwa i inżynierii materiałowej IMN1A_W03 Examination
M_W004 Zna i rozumie podstawowe techniki wykorzystywane do badań materiałowych IMN1A_W05 Examination
M_W005 Posiada podstawową wiedzę dotyczącą inżynierii materiałowej, w tym kształtowania właściwości i struktury materiałów IMN1A_W06 Report
M_W006 Potrafi posługiwać się prostą aparaturą pomiarową i badawczą podczas badań laboratoryjnych, a także ma umiejętność oceny przydatności poszczególnych metod badawczych do określania struktury i właściwości ceramiki i kompozytów. IMN1A_U04 Completion of laboratory classes
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 0 30 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 Jest gotów do nawiązywania współpracy ze specjalistami oraz z grupami eksperckimi w przypadku trudnych problemów technicznych i organizacyjnych w miejscu pracy + - - - - - - - - - -
M_K002 Wykazuje dużą aktywność społeczną, jest przedsiębiorczy, jednocześnie jest gotów na rozwiązania kompromisowe wkładając w to swoją wiedzę i intuicję + - - - - - - - - - -
M_K003 Rozumie potrzebę przestrzegania zasad etyki zawodowej, podtrzymuje i przekazuje tradycje Akademii Górniczo-Hutniczej i Wydziału Metali Nieżelaznych w kraju i na świecie + - - - - - - - - - -
Skills
M_U001 Nabytą wiedzę potrafi wykorzystać do analizy własności i doboru materiałów do zastosowań technicznych - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Posiada ogólną wiedzę z zakresu fizyki i chemii niezbędną do zrozumienia procesów właściwych dla szeroko pojętej inżynierii materiałowej, a w szczególności metalurgii i recyklingu ceramiki i kompozytów oraz przetwórstwa i materiałoznawstwa. + - - - - - - - - - -
M_W002 Posiada wiedzę w zakresie projektowania i wytwarzania nowoczesnych materiałów z ceramiki i kompozytów do zastosowań w strategicznych działach gospodarki. + - - - - - - - - - -
M_W003 Zna i rozumie podstawowe procesy technologiczne obejmujące swym zakresem produkcję ceramik i kompozytów w obszarze tradycyjnego przetwórstwa i inżynierii materiałowej + - - - - - - - - - -
M_W004 Zna i rozumie podstawowe techniki wykorzystywane do badań materiałowych - - + - - - - - - - -
M_W005 Posiada podstawową wiedzę dotyczącą inżynierii materiałowej, w tym kształtowania właściwości i struktury materiałów - - + - - - - - - - -
M_W006 Potrafi posługiwać się prostą aparaturą pomiarową i badawczą podczas badań laboratoryjnych, a także ma umiejętność oceny przydatności poszczególnych metod badawczych do określania struktury i właściwości ceramiki i kompozytów. - - + - - - - - - - -
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 60 h
Preparation for classes 30 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 h
Realization of independently performed tasks 20 h
Examination or Final test 2 h
Module content
Lectures (30h):

Wykład obejmuje następujące grupy materiałów: szkło i tworzywa szkłokrystaliczne,
tworzywa tlenkowe, tworzywa nietlenkowe. Kolejnym zagadnieniem będzie omówienie tworzyw ceramicznych z uwagi na ich zastosowania konstrukcyjne, narzędziowe, budowlane i w elektronice i optyce. Przedstawione zostaną technologiczne zagadnienia związane z przygotowaniem surowców, metodami formowania (prasowanie, wyciskanie, odlewanie z gęstwy). Studenci zapoznają się z nowoczesnymi technikami spiekania bezciśnieniowego i ciśnieniowego. Szczególna uwaga zwrócona zostanie na technologie wytwarzania materiałów ceramicznych: przygotowanie surowców, techniki formowania, process i techniki spiekania.Drugą grupę materiałową stanowią kompozyty. Studenci poznają zasady projektowania właściwości w kompozytach. Przedstawione zostaną metody wytwarzania fazy zbrojącej, wybrane technologie otrzymywania kompozytów i problemy związane z recyklingiem I utylizacją wyrobów kompozytowych.
Tematy wykładów, na każdy temat przewidziano około 3 godziny lekcyjne:
1. Historia i aktualne zastosowania tworzyw ceramicznych.
2. Definicja i podstawowe właściwości tworzyw ceramicznych (wiązania atomowe, twardość, odporność na kruche pękanie, wytrzymałość na ściskanie i rozciągania, odporność na szok termiczny).
3. Podstawowe grupy materiałów ceramicznych i szkieł oraz ich charakterystyka: ceramika budowlana, stołowa, ogniotrwała, narzędziowa, specjalna.
4. Metody wytwarzania wyrobów ceramicznych: formowanie, topienie, spiekanie.
5. Definicja i podział kompozytów; rodzaje zbrojenia i osnowy.
6.Wytrzymałość i mechanizmy niszczenia struktur kompozytowych.
7. Omówienie wybranych rodzajów uszkodzeń materiałów kompozytowych.
8.Technologie otrzymywania wybranych rodzajów włókien stanowiących fazę zbrojącą w kompozytach.
9.Techniki wytwarzania kompozytów.
10. Zastosowanie kompozytów w różnych dziedzinach przemysłu, problemy recyklingu

Laboratory classes (30h):

1. Pomiary podstawowych właściwości fizycznych dla wyrobów ceramicznych: gęstość, nasiąkliwość.
2. Badania mikrostruktury materiałów ceramicznych o osnowie Al2O3, SiC, ZrO2 oraz grafitu.
3. Pomiar twardości i odporności na kruche pękanie tworzyw ceramicznych.
4.Formowanie tworzyw ceramicznych.
5.Przygotowanie kompozytu na osnowie polimerowej.
6. Badania właściwości kompozytów polimerowych.
7. Formowanie materiałów kompozytowych na osnowie metalowej.
8. Badania podstawowych właściwości fizycznych i mechanicznych kompozytów na osnowie metalowej.

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:

Promowana obecność na wykładach. Zaliczenie wykładu na podstawie kolokwium. Obowiązkowa obecność na ćwiczeniach projektowych (100%). Przygotowanie teoretyczne do ćwiczeń projektowych. Ocena projektu.
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: Yes
    – 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:

Średnia ocen z egzaminu i ćwiczeń laboratoryjnych.

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

W przypadku usprawiedliwionej nieobecności, ustalenie terminu z prowadzącym i zaliczenie projektu. W przypadku niepisania kolokwium z treści wykładowych, z usprawiedliwionej przyczyny, zaliczenie kolokwium w innym terminie, ustalonym z prowadzącym.

Prerequisites and additional requirements:

Prerequisites and additional requirements not specified

Recommended literature and teaching resources:

R. Pampuch, K. Haberko, M. Kordek „Nauka o procesach ceramicznych”, Wyd. PWN, Warszawa 1992 R,Pampuch, „Siedem wykładów o ceramice”, Wyd. AGH – UWND, Kraków 2001
A.Boczkowska, J.Kapuściński, K.Puciłowski, S.Wojciechowski, Kompzyty, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2000.

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

Jaworska L., Cyboroń J., Cygan S., Laszkiewicz-Łukasik J., Podsiadło M., Novak P., Holovenko Y.: New materials through a variety of sintering methods. [W:] IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, E-MRS Fall Symposium I: Solutions for Critical Raw Materials Under Extreme Conditions 18–21 September 2017, Warsaw, Poland, 2018, Volume 329, nr 012004, s. 1-10. (DOI:10.1088/1757-899X/329/1/012004)Sympozjum. IOP Publishing, 2018.

Putyra P., Laszkiewicz-Łukasik J., Jaworska L.: Zastosowanie urządzenia SPS w procesie spiekania reakcyjnego materiałów ceramicznych. Mechanik , 2016, R. 89, nr 4, s. 294-297. (DOI: 10.17814/mechanik.2016.4.38). Agenda Wydawnicza SIMP, 2016. ISSN 0025-6552.

Laszkiewicz-Łukasik J., Jaworska L., Putyra P., Cygan S., Cyboroń J.: Badania właściwości tribologicznych ceramiki borkowej w temperaturach do 800 stopni Celsjusza. [W:] Innovative Manufacturing Technology IMT 2014, 3-5.12.2014, Zakopane, IZTW, s. 213-222. Mechanik , 2015, R. 88, nr 2, s. 127. [płyta CD]. (DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.2.89). Warszawa : Agenda Wydawnicza SIMP, 2015. ISSN 0025-6552.
Jaworska L., Klimczyk P., Szutkowska M., Putyra P., Sitarz M., Cygan S., Rutkowski P.: Thermal resistance of PCD materials with borides bonding phase. Journal of Superhard Materials , 2015, Vol. 37, nr 3, s. 155-165. [DOI 10.3103/S1063457615030028]. Allerton Press Inc., 2015. ISSN 1063-4576, EISSN 1934-9408.

Rutkowski P., Klimczyk P., Jaworska L., Stobierski L., Dubiel A.: Thermal properties of pressure sintered alumina-graphene composites. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry , 2015, Vol. 122, nr 1, s. 105-114. (DOI 10.1007/s10973-015-4694-x). Springer, 2015. ISSN 1388-6150, EISSN 1588-2926.

Additional information:

None