Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Podstawy nauki o materiałach
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RIME-1-205-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Mechatroniczna
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Zimowski Sławomir (zimowski@imir.agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Realizacja modułu umożliwia zdobycie wiedzy na temat budowy, sposobów wytwarzania i kształtowania
materiałów metalicznych, ceramicznych i polimerowych oraz ich wybranych właściwości. Student
nabywa umiejętności charakteryzacji wymienionych grup materiałów oraz doboru i oceny przydatności
materiałów inżynierskich w konkretnych zastosowaniach ze szczególnym uwzględnieniem właściwości
mechanicznych.

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 Dysponuje usystematyzowaną wiedzą z zakresu materiałów metalicznych, ceramicznych i polimerowych IME1A_W03 Egzamin,
Kolokwium,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W002 Posiada podstawowe wiadomości z zakresu wytwarzania i kształtowania materiałów inzynierskich IME1A_W03 Egzamin,
Kolokwium,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W003 Orientuje się w obecnym stanie oraz najnowszych trendach nauki o materiałach IME1A_W03 Egzamin,
Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W004 Ma podstawową wiedzę o mechanizmach umacniania materiałów IME1A_W03 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności: potrafi
M_U001 Posiada umiejętność korzystania z literatury technicznej i internetowych baz danych IME1A_U03, IME1A_U01 Egzamin,
Udział w dyskusji
M_U002 Posiada umiejętność oceny przydatności materiałów inżynierskich do konkretnych zastosowań IME1A_U09, IME1A_U03 Egzamin,
Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Rozumie zależność pomiędzy składem chemicznym, procesem wytwarzania (przetwarzania) materiałów, ich strukturą i wynikającymi z niej własnościami IME1A_U03, IME1A_U01 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Sprawozdanie,
Udział w dyskusji
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Potrafi przekazać informacje i opinie dotyczące nauki o materiałach w sposób powszechnie zrozumiały IME1A_K07, IME1A_K01 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Udział w dyskusji
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
60 36 0 24 0 0 0 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 Dysponuje usystematyzowaną wiedzą z zakresu materiałów metalicznych, ceramicznych i polimerowych + - + - - - - - - - -
M_W002 Posiada podstawowe wiadomości z zakresu wytwarzania i kształtowania materiałów inzynierskich + - + - - - - - - - -
M_W003 Orientuje się w obecnym stanie oraz najnowszych trendach nauki o materiałach + - + - - - - - - - -
M_W004 Ma podstawową wiedzę o mechanizmach umacniania materiałów + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Posiada umiejętność korzystania z literatury technicznej i internetowych baz danych + - + - - - - - - - -
M_U002 Posiada umiejętność oceny przydatności materiałów inżynierskich do konkretnych zastosowań + - + - - - - - - - -
M_U003 Rozumie zależność pomiędzy składem chemicznym, procesem wytwarzania (przetwarzania) materiałów, ich strukturą i wynikającymi z niej własnościami + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi przekazać informacje i opinie dotyczące nauki o materiałach w sposób powszechnie zrozumiały - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 129 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 25 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 30 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (36h):

1.Wprowadzenie do nauki o materiałach, klasyfikacja, struktura krystaliczna i amorficzna materiałów
2.Defekty struktury krystalicznej, podstawowe własności mechaniczne materiałów
3.Mechanizmy umocnienia metali, zdrowienie i rekrystalizacja
4.Przemiany fazowe w stopach metali: kształtowanie mikrostruktury i jej wpływ na własności mechaniczne
5.Niszczenie materiałów – pękanie, zmęczenie, pełzanie
6.Metaliczne materiały konstrukcyjne: stopy żelaza i wybranych metali nieżelaznych
7.Tworzywa ceramiczne i szkła nieorganiczne, struktura i mikrostruktura tworzyw, technologia ceramiczna.
8.Właściwości sprężyste i mechaniczne ceramiki, odporność na kruche pękanie, niezawodność.
9.Szkła, formowanie włókien, właściwości optyczne.
10.Polimery i kompozyty: charakterystyka i zastosowania, synergizm, elementy mechaniki polimerów wzmacnianych.
11.Techniczne materiały polimerowe w konstrukcjach mechanicznych
12.Technologie przetwarzania kompozytów wzmocnionych
13.Właściwości mechaniczne, elektryczne, magnetyczne, optyczne, termiczne i biomedyczne materiałów polimerowych.
14.Materiały inteligentne, funkcjonalne, biomimetyczne stosowane w budowie maszyn, elektronice i mechatronice
15.Przetwórstwo i recykling tworzyw sztucznych. Elementy komputerowego doboru materiałów (CAMS). Źródła informacji o materiałach inżynierskich.

Ćwiczenia laboratoryjne (24h):

1.Odkształcenie i rekrystalizacja metali
2.Obróbka cieplna stali i badanie mikrostruktur stali obrobionych cieplnie
3.Umocnienie wydzieleniowe stopów aluminium
4.Badanie mikroskopowe – podstawy metalografii
5.Formowanie wyrobów ceramicznych
6.Wytrzymałość stopów metali na zginanie
7.Opis mikrostruktury materiałów wielofazowych
8.Odporność na wstrząsy cieplne
9.Badanie właściwości lepko-sprężystych polimerów i kompozytów polimerowych
10.Wyznaczanie wytrzymałości mechanicznej polimerowych kompozytów anizotropowych
11.Wyznaczanie wytrzymałości folii polimerowych

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej z ewentualnym wykorzystaniem tablicy oraz są wzbogacone o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: 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:

zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:
1) Wykład
Obecność na wykładach nie jest obowiązkowa jednak może być sprawdzana. Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z programem. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
2) Ćwiczenia laboratoryjne
Obecność na ćwiczeniach laboratoryjnych jest obowiązkowa i będzie sprawdzana na zajęciach.
3) Warunki uzyskania zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych
Wymagane jest uzyskanie zaliczenia każdego z ćwiczeń laboratoryjnych przewidzianych w programie przedmiotu w każdej z trzech części dotyczącej materiałów: metalicznych, ceramicznych i polimerowych. Ocena finalna zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest wyznaczana na podstawie średniej ważonej ocen zaliczeń cząstkowych poszczególnych ćwiczeń trzech części. Ocena zaliczeń cząstkowych jest podawana jako średnia arytmetyczna z poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych.
Wagi dla poszczególnych zaliczeń cząstkowych:
– materiały metaliczne 0,6
– materiały ceramiczne 0,2
– polimery i kompozyty 0,5
4) Zaliczenia poprawkowe ćwiczeń laboratoryjnych
Zasady zaliczeń poprawkowych poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych ustala prowadzący dane ćwiczenie.
5) Warunki dopuszczenia do egzaminu
Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie pozytywnej oceny finalnej z zaliczenia ćwiczeń
laboratoryjnych. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu w terminie „0” jest uzyskanie średniej ważonej ocen z ćwiczeń laboratoryjnych nie niższej niż: 4,26.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Średnia arytmetyczna z: średniej ważonej ocen zaliczeń cząstkowych poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych i średniej arytmetycznej ocen z poszczególnych terminów egzaminu, przy założeniu występowania oceny pozytywnej z egzaminu.

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

Nieobecność na obowiązkowych zajęciach należy usprawiedliwić. Ćwiczenia laboratoryjne na których studenci byli nieobecni należy odpracować w trakcie semestru w innym terminie zgodnie z harmonogramem zajęć publikowanym w systemie Wirtualna Uczelnia i za zgodą prowadzącego dane ćwiczenie. Szczegóły sposobu i trybu odpracowania zajęć obowiązkowych ustala prowadzący dane ćwiczenie laboratoryjne.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Wiedza z fizyki i chemii z zakresu szkół ponadgimnazjalnych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. M. Ashby, H. Shercliff, D. Cebon – Inżynieria materiałowa T.1 i T.2, Wyd. Galaktyka, 2011
2. M. Blicharski – Wstęp do inżynierii materiałowej, WNT, 2009
3. M.F. Ashby, D.R.H. Jones – Materiały inżynierskie 1 i 2, WNT, 1996
4. R. Pampuch, K. Haberko, M. Kordek – Nauka o Procesach Ceramicznych, Wyd. Naukowe PWN, 1992
5. D. Żuchowska – Polimery konstrukcyjne, WNT, 2000
6. W. Królikowski – Polimerowe kompozyty konstrukcyjne, Wyd. Naukowe PWN, 2019

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. P. Osuch, M. Walkowicz, T. Knych, S. Dymek, “Impact of the Direct Ageing Procedure on the Age Hardening Response of Al-Mg-Si 6101 Alloy”, Materials 2018, 11, 1239
2. S. Bajda, S. Dymek, M. Krzyzanowski, D. Retraint, J. Majta, Ł. Lisiecki, M. Kwiecieñ, “Characterization of nanocrystallised multilayered metallic materials produced by the SMAT followed by constrained compression”, Materials Characterization 145 (2018) 250-257
3. A.Marzec, M.Radecka, W.Maziarz, A.Kusior, Z.Pędzich, “Structural, optical and electrical properties of nanocrystalline TiO2, SnO2 and their composites obtained by the sol-gel method”, Journal of the European Ceramic Society, 36 12 2016, s. 2981-2989
4. J.Dul, G.Parys, Z.Pędzich, D.Bieliński, T.Jesionowski, D.Ambrożewicz, „Application of hybrid systems MgOSiO2/multiwalledolygomericsilsesquioxanes as promotors of ceramization in silicone composites for covers of electrical cables”, Patent EP 2 740 716 B1, 21.01.2015
5. Moskalewicz T., Zimowski S., Zych A., Łukaszczyk A., Reczyńska K., Pamuła E.: Electrophoretic Deposition, Microstructure and Selected Properties of Composite Alumina/Polyetheretherketone Coatings on the Ti-13Nb-13Zr Alloy. Journal of The Electrochemical Society 165(3) (2018) 116-128
6. Zimowski, S., Rakowski, W., Kot, M. (2007). Materiały funkcjonalne w łożyskach ślizgowych. Tribologia, (3-4), 433-443.
7. Rakowski, W. A., Zimowski, S. (2005). Polyesterimide composites as a sensor material for sliding bearings. Composites Part B: Engineering, 37(2-3), 81-88.
8. Zimowski S.: Self-lubricating properties of thin coatings based on molybdenum disulphide. Tribologia 47 (3) (2016) 205–215
9. Moskalewicz T., Dubiel B., Sak A., … Zimowski S., Kot M., Łukaszczyk A.: Polimerowe, ceramiczne i kompozytowe powłoki osadzane elektroforetycznie poprawiające wybrane właściwości materiałów metalowych. Hutnik, Wiadomości Hutnicze 83(4) (2016) 170-180

Informacje dodatkowe:

Brak