Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Physical Chemistry of Surfaces and Surface Analytical Techniques
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
CCER-2-318-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Ceramika
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. nadzw. dr hab. inż. Jedliński Jerzy (jedlinsk@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Part I focuses on description of surfaces (physical and chemical), surface processes and surface-affected properties of materials, while part II deals with surface analytical methods

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 The student learns about the properties of materials under the influence or control of their surface layer./ Student poznaje właściwości materiałów pozostające pod wpływem lub kontrolą ich warstwy powierzchniowej CER2A_W01 Aktywność na zajęciach
M_W002 The student learns the description of the structure of real areas./ Student poznaje opis struktury powierzchni rzeczywistych CER2A_W01 Aktywność na zajęciach
M_W003 The student learns the description of the surface on the basis of formalism of thermodynamics./ Student poznaje opis powierzchni na gruncie formalizmu termodynamiki CER2A_W01 Aktywność na zajęciach
M_W004 Student learns about specific processes and phenomena occurring on the surface and their correlations with the properties of materials./ Student poznaje konkretne procesy i zjawiska zachodzące na powierzchni i ich korelacje z właściwościami materiałów CER2A_W01
Umiejętności: potrafi
M_U001 The student is able to choose a research methodology for a problem related to surface properties./ Student potrafi wybrać metodykę badawczą do problemu związanego z właściwościami powierzchni CER2A_U05 Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 The student is able to work on scientific issues and engineering tasks./ Student potrafi pracować nad problematyką naukową i zadaniami inżynierskimi CER2A_K02 Aktywność na zajęciach
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
30 0 0 0 0 0 30 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 The student learns about the properties of materials under the influence or control of their surface layer./ Student poznaje właściwości materiałów pozostające pod wpływem lub kontrolą ich warstwy powierzchniowej - - - - - + - - - - -
M_W002 The student learns the description of the structure of real areas./ Student poznaje opis struktury powierzchni rzeczywistych - - - - - + - - - - -
M_W003 The student learns the description of the surface on the basis of formalism of thermodynamics./ Student poznaje opis powierzchni na gruncie formalizmu termodynamiki - - - - - + - - - - -
M_W004 Student learns about specific processes and phenomena occurring on the surface and their correlations with the properties of materials./ Student poznaje konkretne procesy i zjawiska zachodzące na powierzchni i ich korelacje z właściwościami materiałów - - - - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 The student is able to choose a research methodology for a problem related to surface properties./ Student potrafi wybrać metodykę badawczą do problemu związanego z właściwościami powierzchni - - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 The student is able to work on scientific issues and engineering tasks./ Student potrafi pracować nad problematyką naukową i zadaniami inżynierskimi - - - - - + - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 77 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 godz
Przygotowanie do zajęć 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 30 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Zajęcia seminaryjne (30h):
Physical chemistry of surfaces and surface analytical techniques

Content is divided into two following parts

Part I: Physical chemistry of surfaces:
1. Ideal and real surfaces
2. Thermodynamics of surfaces
3. The structure of surfaces.
4. Crystal thermodynamics (with relevance to surface)
5. Molecular and mechanical description of surfaces
6. Surface dynamics
7. Electrical properties of surfaces
8. Surface processes and properties (clean surface structure, reconstruction, solid-gas interface-general considerations, adsorption, catalysis by surfaces, mechanical properties of surfaces, friction, lubrication and adhesion, wetting, floating, detergency, growth of surface layers, catalytic growth of nanotubes and nanowires, structure formation by etching, various processes on solid surfaces, colloids and relevant processes)

Part II: Surface analytical techniques
9. Concept of selvedge
10. General description of the concept of surface analysis and approach
9. Interaction of the particles/radiation with matter: application to surface investigation
10. Parameters of surface methods
11. Electron spectroscopies: XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy), AES (Auger Electron Spectroscopy, SAM (Scanning Electron Microscopy)
12. Scattered Ion Mass Spectrometry of light ions: RBS (Rutherford Backscattering Spectrometry), ISS (Ion Scattered Spectrometry)
13. Ion-Beam Mass Spectrometry – emitted ions: SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry), SNMS (Sputtered Neutrals Mass Spectrometry)
14. Scanning Probe Microscopy (SPM): STM (Scanning Tunnelling Microscopy), AFM (Atomic Force Microscopy), other
15. Electron microscopies: SEM (Scanning Electron Microscopy), TEM (Transmission Electron Microscopy), Sample preparation methods to electron microscopy studies (FIB, ion-beam thinning, …)
16. Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy (GDOES)
27. Grazing Incidence X-Ray Methods

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Zajęcia seminaryjne: Na zajęciach seminaryjnych podstawą jest prezentacja multimedialna oraz ustna prowadzona przez studentów. Kolejnym ważnym elementem kształcenia są odpowiedzi na powstałe pytania, a także dyskusja studentów nad prezentowanymi treściami.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Egzamin nie jest przewidziany.
Zaliczenie zajęć seminaryjnych: ocena z prezentacji.
Zaliczenie poprawkowe: dodatkowe prezentacje, a w przypadku nieobecności – kolokwium z całości materiału.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Zajęcia seminaryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci prezentują na forum grupy temat wskazany przez prowadzącego oraz uczestniczą w dyskusji nad tym tematem. Ocenie podlega zarówno wartość merytoryczna prezentacji, jak i tzw. kompetencje miękkie.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Prezentacja/Presentation (50%) + Kolokwium końcowe/Final test (50%) lub średnia z dwóch prezentacji.

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

1. W przypadku usprawiedliwionej nieobecności na własnej prezentacji – dodatkowy termin prezentacji.
2. W przypadku nieusprawiedliwionych nieobecności na więcej niż dwóch zajęciach – kolokwium zaliczeniowe z całości (student uzyskuje dostęp do materiałów dydaktycznych z zajęć na których nie był obecny)..

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

K.W. Kolasinski, Surface Science, 2nd Edition, Wiley & Sons, 2008
G.A. Somorjai, Introduction to Surface Chemistry and Catalysis, Wiley & Sons, 1994 or later
A.W. Adamson, A.P. Gast, Physical Chemistry of Surfaces 6th Edition, Wiley & Sons, 1997 or later
J.A. Venables, Introduction to surface and thin film processes, Cambridge University Press, 2000
G. Friedbacher, H. Bubert (Ed.), Surface and Thin Films Analysis, Wiley-VCH Verlag GmbH KGaA,Weinheim, 2011
S. Myhra, J.C. Rivere, Characterization of Nanostructures, CRC Press, Taylor & Francis Group, Bova Raton, 2012
D.J. O’Connor, B.A. Sexton, R.St.C. Smart, Surface Analysis Methods in Materials Science, Springer, Berlin-Heidelberg, 2nd Ed., 2003
Y. Leng, Materials Characterization, Wiley & Sons (Asia), Singapore, 2008
D. Brandon, W.D. Kaplan, Microstructural Characterization of Materials, 2nd Edition, John Wiley & Sons Ltd., Chichester, 2008
D.P. Woodruff, Modern Techniques of Surface Science, 3rd edition, Cambridge University Press, 2016

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. J. Jedliński, J.L. Grosseau Poussard, G. Smoła, G. Bonnet, M. Nocuń, K. Kowalski, and J. Dąbek, “The effect of alloyed and/or implanted yttrium on the mechanism of the scale development on β-NiAl at 1100oC”, Materials at High Temperatures, 29 (2), 59-69 (2012)
2. J. Jedlinski, J.L. Grosseau-Poussard, M. Nocuń, G. Smoła, K. Kowalski, J. Dąbek, A. Rakowska, G. Bonnet
“The Early Stages of the Scale Growth on FeCrAl(RE)-Type Alumina Formers”
Materials Science Forum, 696, 70-75 (2011)
3. H.J. Choi, J. Jedlinski, B. Yao, Y.H. Sohn
“Transmission electron microscopy observations on the phase composition and microstructure of the oxidation scale grown on as-polished and yttrium-implanted β-NiAl”
Surface & Coatings Technology, 205 (2010) 1206–1210
4. J. Jedlinski
“Application of 18O2 Exposure–Based Approach to Study the Failure Mechanisms of Oxide Scales on Alumina Formers”
Materials Science Forum, 513 (2006) 149-164
5. J. Jedliński, A. Bernasik, K. Kowalski and M. Nocun
“On the Application of SIMS to Study the Oxidation Behaviour of Alumina Formers”
Materials at High Temperatures, 22 (2005) 505-520
6. J. Jedliński
“Local and Microstructure-related Effects Affecting the High Temperature Oxidation of Alumina Formers: A Brief Survey”
Materials at High Temperatures, 22 (2005) 485-496
7. M. Nocuń, J. Jedliński, E. Leja
“Spectroscopic studies of hybrid glasses based on TEOS-cyclosiloxane systems”
Proc. XXth International Congress on Glass, Kyoto, 27.09-1.10.2004, Paper : P-11-031
8. J. Jedliński, M. Konopka, M. Goebel, A. Glazkov, A. Bernasik, M. Nocun, J. Camra, G. Borchardt
“The Use of XPS and SIMS in Studying the Early Oxidation Stages of FeCrAl-Based High Temperature Alloys”
Proc. 7th European Conference on Applications of Surface and Interface Analysis, ECASIA’97, Göteborg, 1997, Ed. I. Olefjord, L. Nyborg, D. Briggs, J. Wiley & Sons, Chichester, 1997, p. 259 – 262
9. K. Kowalski, A. Bernasik, A. Sadowski, J. Janowski, M. Radecka, J. Jedliński
“SIMS Investigation of Titanium Diffusion in Yttria Stabilised Zirconia”
Proc. 7th European Conference on Applications of Surface and Interface Analysis, ECASIA’97, Göteborg, 1997, Ed. I. Olefjord, L. Nyborg, D. Briggs, J. Wiley & Sons, Chichester, 1997, p. 259 – 262
10. A. Bernasik, K. Kowalski, A. Sadowski, J. Janowski, J. Jedliński
“XPS Study of the Surface Segregation in Yttria Stabilised Zirconia”
Proc. 7th European Conference on Applications of Surface and Interface Analysis, ECASIA’97, Göteborg, 1997, Ed. I. Olefjord, L. Nyborg, D. Briggs, J. Wiley & Sons, Chichester, 1997, p. 255 – 258
11. J. Jedliński, A. Glazkov, M. Konopka, G. Borchardt, E. Tscherkasova, M. Bronfin, M. Nocun
“An XPS/SEM/EDX study of the early oxidation stages of Fe19Cr5Al (Y) alumina-forming alloys at 1173 K"
Applied Surface Science, 103, 205 – 216 (1996)

Informacje dodatkowe:

Brak