Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Przemiany fazowe i obliczanie diagramów fazowych
Course of study:
2019/2020
Code:
NRCM-1-602-s
Faculty of:
Non-Ferrous Metals
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Recykling i Metalurgia
Semester:
6
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab, prof. AGH Onderka Bogusław (onderka@agh.edu.pl)
Module summary

Podstawowa wiedza teoretyczną z zakresu stabilności faz, klasyfikacji przemian fazowych i metod modelowania energii Gibbsa faz. Metody obliczeń wykresów fazowych za pomocą formalizmu Calphad.

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 świadomy konieczności i potrzeby ciągłego poszerzania swej wiedzy RCM1A_K03, RCM1A_K01, RCM1A_K02 Activity during classes
Skills: he can
M_U001 Umie przewidzieć ewolucję temperaturową prostego układu trójskładnikowego z zaznaczeniem reakcji niezmienniczych metodą równowagową i Scheila. RCM1A_U01 Test,
Examination
M_U002 Potrafi obliczyć prosty układ jedno i dwu składnikowy i zastosować diagram fazowy w rozwiązywaniu problemów technologicznych RCM1A_U08, RCM1A_U01, RCM1A_U05 Test,
Examination
M_U003 Zna i rozumie podstawowe klasyfikacje przemian fazowych RCM1A_U01, RCM1A_U05 Examination
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Zna sposoby opisu właściwości termodynamicznych faz skondensowanych oraz zna sposoby ich wyznaczania na drodze eksperymentu. RCM1A_W01 Examination,
Activity during classes
M_W002 Zna i rozumie sposoby modelowania faz układów metalicznch RCM1A_W01 Test,
Examination
M_W003 Zna i rozumie klasyfikację przemian fazowych i sposoby ich badań eksperymentalnych RCM1A_W07, RCM1A_W01 Test,
Examination
M_W004 Zna sposoby opisu właściwości termodynamicznych faz skondensowanych oraz zna sposoby ich wyznaczania na drodze eksperymentu. RCM1A_W01, RCM1A_W03 Examination,
Activity during classes
M_W005 Umie wyznaczać wykresy fazowe stabilności faz dla układów jedno- i dwuskładnikowych i zna ich zastosowanie praktyczne. RCM1A_W01 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 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 świadomy konieczności i potrzeby ciągłego poszerzania swej wiedzy + - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Umie przewidzieć ewolucję temperaturową prostego układu trójskładnikowego z zaznaczeniem reakcji niezmienniczych metodą równowagową i Scheila. + - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi obliczyć prosty układ jedno i dwu składnikowy i zastosować diagram fazowy w rozwiązywaniu problemów technologicznych + - + - - - - - - - -
M_U003 Zna i rozumie podstawowe klasyfikacje przemian fazowych + - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Zna sposoby opisu właściwości termodynamicznych faz skondensowanych oraz zna sposoby ich wyznaczania na drodze eksperymentu. + - + - - - - - - - -
M_W002 Zna i rozumie sposoby modelowania faz układów metalicznch + - + - - - - - - - -
M_W003 Zna i rozumie klasyfikację przemian fazowych i sposoby ich badań eksperymentalnych + - + - - - - - - - -
M_W004 Zna sposoby opisu właściwości termodynamicznych faz skondensowanych oraz zna sposoby ich wyznaczania na drodze eksperymentu. + - - - - - - - - - -
M_W005 Umie wyznaczać wykresy fazowe stabilności faz dla układów jedno- i dwuskładnikowych i zna ich zastosowanie praktyczne. + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 146 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 h
Preparation for classes 50 h
Realization of independently performed tasks 30 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 4 h
Module content
Lectures (30h):

Równowaga faz: reguła faz Gibbsa, zmodyfikowana postać reguły faz, przykłady zastosowań;
Układy jednoskładnikowe: graficzna reprezentacja równowagi faz, diagram fazowy, układy podwójne, reakcje niezmiennicze;
Klasyfikacja przemian fazowych wg Ehrenfesta i Landaua, równanie Avramiego.
Roztwory: funkcje termodynamiczne roztworów, opis i sposoby wyznaczania właściwości termodynamicznych, równanie Gibbsa-Duhema, modele opisu;
Interpretacja geometryczna równowagi faz: Metody obliczania układu dwuskładnikowego; metody podsieciowe.
Roztwory trójskładnikowe: Równowaga faz w układzie trójskładnikowym, przypadki inwariantów, metody opisu faz stałych, model podsieci;
Ewolucja temperaturowa prostego układu trójskładnikowego z zaznaczeniem reakcji niezmienniczych metodą równowagową i Scheila.
Metoda Calphad; Nowoczesne oprogramowanie do obliczania wykresów fazowych;

Laboratory classes (30h):

Obliczenie diagramu fazowego czystej substancji,
Zastosowanie oprogramowania Pandat do obliczenia równowag fazowych w układach dwuskładnikowych i trójskładnikowwych: wykresy równowagi T-x i T-x-x, wykresy potencjałowe, cięcia układu 3-składnikowego – izoplety,
Obliczanie funkcji temodynamicznych, składu fazowego, rzutu likwidusu. Obliczenia ścieżki krystalizacji na metoda Scheila.

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:

Warunki podstawowe:
Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych (2 kolokwia).
Zaliczenie egzaminu.

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 jest obliczana wg. wzoru:
ocena końcowa = 50%(2 kolokwia) + 50%(ocena z zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych)

Przy zaliczeniach poszczególnych zajęć stosuje się następujące oceny:
91 – 100%: bardzo dobry (5.0)
81 – 90%: plus dobry (4.5)
71 – 80%: dobry (4.0)
61 – 70%: plus dostateczny (3.5)
50 – 60%: dostateczny (3.0)

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

Konsultacje i samodzielne studiowanie zadanej literatury.

Prerequisites and additional requirements:

Wymagane znajomość podstaw fizykochemii. Wymagana bierna znajomość języka angielskiego w celu czytania literatury fachowej.

Recommended literature and teaching resources:

F. Rhines: Phase diagrams in metallurgy, Mc Graw Hill, 1956
A. Prince: Alloy phase equilibria, Elsevier, 1966
D.R.E. West: Ternary equilibrum diagrams, Chapman and Hall, 1982
N.Saunders, A.P.Miodownik, CALPHAD, Calculation of Phase Diagrams, A Comprehensive
Guide, Pergamon, 1998
D.A. Porter, K.E. Easterling, M.Y. Sherif, Phase Transformations in Metals and Alloys, wyd.III, CRC press, Taylor&Francis Group, London, 2009
Dodatkowo:
H.L. Lukas, S.G. Fries, B. Sundman, Computational thermodynamics:
the CALPHAD method, Cambridge University Press, 2007

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

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None