Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Materiały dla elektroniki
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
NIPJ-1-704-s
Wydział:
Metali Nieżelaznych
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Produkcji i Jakości
Semestr:
7
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Książek Marzanna (mksiazek@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Studenci uzyskują wiedzę o budowie i technologiach materiałów stosowanych w nowoczesnych urządzeniach elektronicznych oraz zachowaniu się tych materiałów w ekstremalnych warunkach środowiskowych. Omawiane są materiały przewodzące, nadprzewodnikowe, półprzewodnikowe, dielektryczne i magnetyczne wraz z ich właściwościami. Przedstawiane są wymagania dotyczące doboru materiałów konstrukcyjnych, przewodzących, izolacyjnych i magnetycznych w konstrukcjach urządzeń automatyki i elektroniki.

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 Ma wiedzę na temat przewodnictwa elektrycznego i czynników wpływających na to zjawisko. Zna podstawowe zasady doboru materiałów do zastosowań w elektronice IPJ1A_W01, IPJ1A_W03, IPJ1A_W04 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Projekt inżynierski,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Zna podstawowe metody wytwarzania materiałów dla elektroniki angażujace procesy przeróbki plastycznej i obróbki cieplnej. Ma wiedzę podstawową odnośnie specyficznych właściwości monokryształów, materiałów proszkowych, szkieł metalicznych i nanomateriaów pod kątem potrzeb elektroniki IPJ1A_W02, IPJ1A_W04 Udział w dyskusji,
Projekt,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi uzasadnić relacje pomiedzy strukturą i właściwościami elektrycznymi i wytrzymałościowymi materiałów dla elektroniki. Ma przygotowanie do współpracy ze specjalistami z dziedziny elektroniki. IPJ1A_U01, IPJ1A_U03, IPJ1A_U08, IPJ1A_U06 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Projekt inżynierski,
Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Ma świadomość i rozumie skutki wpływu działalności związanej z produkcja materiałów na środowisko naturalne. Potrafi jasno i otwarcie wskazywać cel swoich działań zarówno w gronie specjalistów jak i lokalnej wspólnoty. IPJ1A_K01, IPJ1A_K03 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Projekt inżynierski,
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
60 30 0 15 15 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 Ma wiedzę na temat przewodnictwa elektrycznego i czynników wpływających na to zjawisko. Zna podstawowe zasady doboru materiałów do zastosowań w elektronice + - - - - - - - - - -
M_W002 Zna podstawowe metody wytwarzania materiałów dla elektroniki angażujace procesy przeróbki plastycznej i obróbki cieplnej. Ma wiedzę podstawową odnośnie specyficznych właściwości monokryształów, materiałów proszkowych, szkieł metalicznych i nanomateriaów pod kątem potrzeb elektroniki + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi uzasadnić relacje pomiedzy strukturą i właściwościami elektrycznymi i wytrzymałościowymi materiałów dla elektroniki. Ma przygotowanie do współpracy ze specjalistami z dziedziny elektroniki. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Ma świadomość i rozumie skutki wpływu działalności związanej z produkcja materiałów na środowisko naturalne. Potrafi jasno i otwarcie wskazywać cel swoich działań zarówno w gronie specjalistów jak i lokalnej wspólnoty. + - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 107 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):

Energetyczny model pasmowy ciała stałego. Materiały przewodzące, dielektryki, półprzewodniki. Materiały oporowe. Materiały o szczególnych własnościach magnetycznych. Materiały proszkowe, szkła metaliczne, nanomateriały. Zasady doboru materiałów pod względem oczekiwanego zespołu parametrów elektrycznych, magnetycznych i mechanicznych. Materiały monokrystaliczne, metody ich otrzymywania, własności i zastosowanie. Degradacja własności materiałów w warunkach ich eksploatacji. Fullereny: od izolator-nadprzewodnik. Materiały nadprzewodzące nisko i wysokotemperaturowe. Metody kształtowania materiałów metalicznych i ich wpływ na własności wyrobów. Optymalizacja własności elektrycznych i mechanicznych miedzi i jej stopów. Materiały stykowe i montażowe. Lutowia., elektrody do zgrzewania.

Ćwiczenia laboratoryjne (15h):

Analiza wpływu obecności defektów budowy sieci krystalicznej w materiałach metalicznych na ich własności elektryczne i mechaniczne (monokryształy-nanomateriały). Tekstura i jej wpływ na własności magnetyczne. Stabilność własności materiałów w kontekście warunków ich eksploatacji. Wpływ dodatków stopowych na przewodność elektryczną miedzi.Budowa makro i mikrostruktury elementów biernych i czynnych pod kątem zastosowanych metali nieżelaznych.

Ćwiczenia projektowe (15h):

1. Technologie wytwarzania materiałów nowej generacji: grafen, izolatory
topologiczne, materiały samoorganizujące się, kryształy fotoniczne
2. Technologie wytwarzania materiałów dla energetyki: półprzewodniki
szerokoprzerwowe, światłowody ze szkieł półprzewodnikowych dla fotowoltaiki,
materiały termoelektryczne (na bazie tellurków), ceramika, kompozyty
ceramiczno- metalowe (o wysokiej przewodności cieplnej Cu-C, Cu-SiC, Cu-AlN,
Cu-grafen, materiały stykowe, konstrukcyjne), złącza do aplikacji próżniowych,
elektronicznych, jądrowych i energetycznych (ceramika korundowa, azotkowa,
węglikowa, szkło z metalami Cu, Mo, stopy FeNi, stale)
3. Technologie wytwarzania materiałów dla fotoniki: materiały do laserów
półprzewodnikowych na bazie zw. II/V (GaAsP, InGaP, AlGaAs, GaAs), materiały do
laserów ciała stałego (w tym na bazie niobianu strontowo-wapniowego), kryształy
tlenkowe na lasery i przyrządy elektrooptyczne i piezoelektryczne, struktury
epitaksjalne na GaN
4. Technologie wytwarzania materiałów dla elektroniki: monokryształy krzemu (płytki
Si), krzem porowaty, warstwy epitaksjalne na Si, pasty, proszki i nanoproszki dla
elektroniki drukowanej
5. Technologie wytwarzania podzespołów: światłowody, sensory, przyrządy
półprzewodnikowe (lasery, tranzystory, fotodetektory), lasery ciała stałego

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi 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.
  • Ćwiczenia projektowe: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej jest zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych i projektowych.

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 kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa= 0.5 (ocena z zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych)+ 0.5 (ocena z zaliczenia ćwiczeń projektowych)
Premiowana obecność na wykładach

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

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Dla jego właściwego zrozumienia wymagane są wiadomości z fizyki, elektrotechniki, chemii i
podstaw materiałoznawstwa, jak również wysłuchanie wykładu materiały dla elektroniki.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Kolbiński K, Słowikowski J: Materiałoznawstwo elektrotechniczne, WNT, Warszawa 1988
2. Ashby M.F., Jones D.R.H: Materiały inżynierskie 1. Właściwości i zastosowanie. WNT, Warszawa 1995
3. Ashby M.F., Jones D.R.H: Materiały inżynierskie 2. Kształtowanie struktury i właściwości, dobór materiałów. WNT, Warszawa 1996
4. Zipper E: Niezwykłe własności nanorurek węglowych. Postępy Fizyki, t. 57, z.3, 2006

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. E. M. Godlewska, K. Mars, P. Drozdz, A. Tchorz, M. Ksiazek, Reaction and diffusion phenomena in Ag-doped Mg2Si, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 657 (2016) pp 755-764
2. A. Mrozik, B. Marczewska, P. Bilski, M. Ksiazek, OSL signal of IC chips from mobile phones for dose assessment in accidental dosimetry, Radiation Measurements 98 (2017) pp 1-9

Informacje dodatkowe:

Brak