Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Thermal analysis in the laboratory practice
Course of study:
2019/2020
Code:
ZSDA-3-0179-s
Faculty of:
Szkoła Doktorska AGH
Study level:
Third-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Szkoła Doktorska AGH
Semester:
0
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. Szumera Magdalena (mszumera@agh.edu.pl)
Dyscypliny:
inżynieria biomedyczna, inżynieria chemiczna, inżynieria lądowa i transport, inżynieria materiałowa, inżynieria mechaniczna, inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka, nauki chemiczne, nauki fizyczne, nauki o Ziemi i środowisku
Module summary

Moduł zapewnia doktorantowi zdobycie wiedzy z zakresu szeroko rozumianej analizy termicznej oraz zdobycie umiejętności właściwego zaplanowania badania, jego przeprowadzenia oraz poprawnego opisu uzyskanych wyników badań wraz z ich interpretacją.

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 Aktywnie zdobywa wiedzę oraz umiejętności analityczne/laboratoryjne SDA3A_K01, SDA3A_K02 Activity during classes
M_K002 W sposób aktywny i kreatywny potrafi rozwiązywać problemy i z determinacją naukowca poszukiwać odpowiedzi na zadane pytanie. SDA3A_K03, SDA3A_K02 Activity during classes
Skills: he can
M_U001 Posiada umiejętność właściwego przygotowania próbek i zaplanowania warunków pomiarowych w zależności od techniki pomiarowej, jak i poszukiwanych/modyfikowanych właściwości badanych materiałów. SDA3A_U07, SDA3A_U01 Completion of laboratory classes,
Report,
Activity during classes
M_U002 Posiada umiejętność opisu oraz interpretacji uzyskanych wyników badań – potrafi dokonać analizy jakościowej, jak i ilościowej. Wykorzystując uzyskane wyniki badań posiada umiejętność wyciągania wniosków dotyczących podstawowych własności badanych materiałów. SDA3A_U06, SDA3A_U01, SDA3A_U03 Report,
Oral answer,
Activity during classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Posiada wiedzę z podstawowych praw fizyki, chemii i fizyko-chemii ciała stałego wykorzystywanych w metodach analizy termicznej. SDA3A_W02, SDA3A_W01 Test,
Activity during classes
M_W002 Doktorant zna metodologie przeprowadzania badań z zakresu analizy termicznej oraz znaczenie tych metod dla rozwoju dyscyplin naukowych. SDA3A_W03, SDA3A_W04 Test,
Activity during classes
M_W003 Ma rozszerzoną wiedzę w zakresie budowy, zasad działania i możliwości praktycznego wykorzystania różnych analizatorów termicznych stosowanych m.in. w metodzie termicznej analizy różnicowej, różnicowej kalorymetrii skaningowej, dylatometrii, impulsu laserowego czy mikroskopii wysokotemperaturowej. SDA3A_W03, SDA3A_W02, SDA3A_W07 Test,
Activity during 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
20 0 0 12 0 0 8 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 Aktywnie zdobywa wiedzę oraz umiejętności analityczne/laboratoryjne - - + - - + - - - - -
M_K002 W sposób aktywny i kreatywny potrafi rozwiązywać problemy i z determinacją naukowca poszukiwać odpowiedzi na zadane pytanie. - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Posiada umiejętność właściwego przygotowania próbek i zaplanowania warunków pomiarowych w zależności od techniki pomiarowej, jak i poszukiwanych/modyfikowanych właściwości badanych materiałów. - - + - - - - - - - -
M_U002 Posiada umiejętność opisu oraz interpretacji uzyskanych wyników badań – potrafi dokonać analizy jakościowej, jak i ilościowej. Wykorzystując uzyskane wyniki badań posiada umiejętność wyciągania wniosków dotyczących podstawowych własności badanych materiałów. - - + - - + - - - - -
Knowledge
M_W001 Posiada wiedzę z podstawowych praw fizyki, chemii i fizyko-chemii ciała stałego wykorzystywanych w metodach analizy termicznej. - - + - - + - - - - -
M_W002 Doktorant zna metodologie przeprowadzania badań z zakresu analizy termicznej oraz znaczenie tych metod dla rozwoju dyscyplin naukowych. - - + - - + - - - - -
M_W003 Ma rozszerzoną wiedzę w zakresie budowy, zasad działania i możliwości praktycznego wykorzystania różnych analizatorów termicznych stosowanych m.in. w metodzie termicznej analizy różnicowej, różnicowej kalorymetrii skaningowej, dylatometrii, impulsu laserowego czy mikroskopii wysokotemperaturowej. - - + - - + - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 42 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 20 h
Preparation for classes 5 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 5 h
Realization of independently performed tasks 5 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 5 h
Module content
Seminar classes (8h):
Poruszane zagadnienia:

Zjawiska fizykochemiczne zachodzące w trakcie obróbki termicznej ciał stałych. Podstawy teoretyczne metod termicznych: termograwimetria, termiczna
analiza różnicowa, kalorymetria, skaningowa kalorymetria różnicowa, analiza
termomechaniczna, dynamiczna analiza mechaniczna. Przykłady opisu oraz interpretacji (ilościowej i jakościowej) krzywych/wyników termicznych. Zagadnienia wpływu warunków pomiarowych na uzyskiwany wynik, w tym m.in. rodzaj zastosowanej atmosfery, masa próbki, szybkości ogrzewania/chłodzenia próbki. Prezentacja specjalistycznego wykorzystania metod analizy termicznej do określania właściwości oraz możliwości zastosowania różnych materiałów (m.in. surowce mineralne, odpady przemysłowe, kompozyty, polimery, szkło itd.).

Laboratory classes (12h):
Poruszane zagadnienia

Zdobycie wiedzy i umiejętności wyznaczania charakterystycznych parametrów termicznych, w tym temperatur reakcji chemicznych (dehydratacji, rozkładu, utleniania), przemian fazowych (topnienie, krystalizacja) czy trwałości termicznej badanych materiałów. Sporządzanie wykresów fazowych na podstawie krzywych ogrzewania/chłodzenia. Wyznaczanie ciepła przemian fazowych i pojemności cieplnej. Określanie stopnia przemiany substancji na podstawie rejestrowanych zmian masy, temperatur rozkładu czy procesu utleniania.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Seminar classes: Treści prezentowane na seminarium będą przekazywane w formie prezentacji multimedialnej wzbogaconej o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: Treści prezentowane na zajęciach laboratoryjnych będą związane z wykorzystaniem aparatury badawczej (analizatorów termicznych) dostępnej na WIMiC do zaplanowania analizy, uruchomienia pomiaru oraz opisu uzyskanych wyników badań.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Doktorant prezentuje swoją wiedzę i umiejętności w trakcie zajęć seminaryjnych oraz laboratoryjnych. Doktorant będzie miał za zadanie: zaplanować eksperyment, przeprowadzić badanie, opisać uzyskane wyniki oraz, korzystając ze światowej literatury, dokonać ich krytycznej interpretacji.

Zaliczenie zajęć laboratoryjnych będzie związane z zaplanowaniem przez doktoranta eksperymentu na własnej lub wskazanej przez prowadzącego próbce oraz na przeprowadzeniu badania, przy wykorzystaniu wybranego analizatora termicznego. Na tej podstawie doktorant ma obowiązek przygotowania pisemnego sprawozdania.

Zaliczenie zajęć seminaryjnych będzie związane z przygotowaniem przez doktoranta prezentacji multimedialnej oraz zaprezentowania jej na forum grupy, obejmującej:
- wprowadzenie słuchaczy w problematykę badanego materiału,
- zaprezentowanie współczesnych poglądów na temat charakterystyki termicznej badanego materiału oraz
- opis i interpretację uzyskanych wyników badań.

Doktorant oceniony będzie pod kątem przygotowania i zaprezentowania wybranego zagadnienia, umiejętności komunikacji z grupą seminaryjną oraz jego udziału w dyskusji naukowej, po zakończeniu prezentacji swojego zagadnienia.

Participation rules in classes:
  • Seminar classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Uczestnicy zajęć poznają kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Rejestracja audiowizualna seminarium wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Na zajęciach laboratoryjnych podstawą jest aktywny udział w projektowaniu eksperymentu oraz prowadzonych badaniach metodami analizy termicznej. Kolejnym ważnym elementem kształcenia są odpowiedzi na powstałe pytania, a także dyskusja doktorantów nad uzyskanymi wynikami badań.
Method of calculating the final grade:

Ocena z zajęć seminaryjnych i laboratoryjnych będą stanowić średnią arytmetyczną z wszystkich uzyskanych przez doktoranta ocen, (z uwzględnieniem ocen niedostatecznych) na podstawie:

Ocena SEM. = dyskusja naukowa (50%) + prezentacja multimedialna (20%) + ustna prezentacja zagadnienia (30%)

Ocena LAB. = zaplanowanie i przeprowadzenie eksperymentu (30%) + opis i interpretacja wyników badań (sprawozdanie) (70%)

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

Doktorant, który z powodu choroby lub innych usprawiedliwionych powodów opuści zajęcia, zobowiązany jest do wykonania zaległych zadań seminaryjnych i laboratoryjnych oraz przedstawienia ich do oceny prowadzącemu przedmiot.

Prerequisites and additional requirements:

Bezwzględne dostosowanie się do wymogów bezpieczeństwa pracy w laboratoriach.
Obowiązkowe uczestnictwo w zajęciach seminaryjnych i laboratoryjnych.

Recommended literature and teaching resources:

Mária Földvári, Handbook of thermogravimetric system of minerals and its use in geological practice, Occasional Papers of the Geological Institute of Hungary, volume 213, Budapest 2011.
Handbook of Thermal Analysis and Calorimetry vol. 1-5, Elsevier Amsterdam, 2002-2008
W. Zielenkiewicz „Pomiary efektów cieplnych”, Wyd. Centrum Upowszechniania Nauki PAN, Warszawa
2000.
W. Schultze „DTA – podstawy teoretyczne i zastosowania”.
Materiały konferencyjne Szkoły Analizy Termicznej, Wyd. WIMiC AGH, Kraków

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

Publikacje naukowe osoby prowadzącej zajęcia dostępne są w Bibliografii Publikacji Pracowników AGH
(https://bpp.agh.edu.pl/).

Additional information:

W ramach modułu doktorant ma możliwość poddania wybranym badaniom termicznym własnej próbki, która stanowi tematykę jego zagadnienia badawczego w ramach doktoratu.
Wszystkie warunki pomiarowe, jak również wybór metody analizy termicznej muszą zostać zaakceptowane przez prowadzącego zajęcia.