Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Materiały ceramiczne w metalurgii
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
NRCM-1-510-s
Wydział:
Metali Nieżelaznych
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Recykling i Metalurgia
Semestr:
5
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. dr hab. inż. Jaworska Lucyna (ljaw@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Wykład dotyczy pojęć z zakresu budowy i właściwości materiałów ceramicznych, podziału materiałów, metod wytwarzania wyrobów przeznaczonych dla zastosowań w metalurgii.

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 Posiada ogólną wiedzę z zakresu fizyki i chemii niezbędną do zrozumienia procesów wytwarzania tworzyw ceramicznych stosowanych w metalurgii. RCM1A_W01 Kolokwium
M_W002 Posiada wiedzę w zakresie projektowania i wytwarzania nowoczesnych materiałów ogniotrwałych. RCM1A_W02 Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Zna i rozumie podstawowe techniki wykorzystywane do badań surowców i produktów ceramicznych oraz możliwości poddawania ich procesowi recyklingu. RCM1A_W04 Kolokwium
M_U002 Potrafi posługować się prostą aparaturą pomiarową i badawczą podczas badań laboratoryjnych, a także ma umiejętność oceny przydatności poszczególnych metod badawczych do okreslania podatności na recykling oraz własności materiałów ceramicznych RCM1A_U04 Sprawozdanie
M_U003 Zdobytą wiedzę potrafi wykorzystać do rozwiązywania problemów inżynierskich, w tym doboru surowcw i materiałów do różnych zastosowań i procesów umożliwiających uzyskiwanie metali i stopów materiałów o zdefiniowanych własnościach i innych parametrach eksploatacyjnych RCM1A_U02 Kolokwium
M_U004 Jest gotów do nawiązywania współpracy ze specjalistami oraz z grupami eksperckimi w przypadku trudnych problemów technicznych i organizacyjnych w miejscu pracy RCM1A_K01 Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Wykazuje dużą aktywność społeczną, jest przedsiębiorczy, jednocześnie jest gotów na rozwiązania kompromisowe wkładając w to swoją wiedzę i intuicję RCM1A_K02 Aktywność na zajęciach
M_K002 Rozumie potrzebę przestrzegania zasad etyki zawodowej, podtrzymuje i przekazuje tradycje Akademii Górniczo-Hutniczej i Wydziału Metali Nieżelaznych w kraju i na świecie RCM1A_K03 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
45 30 0 15 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 Posiada ogólną wiedzę z zakresu fizyki i chemii niezbędną do zrozumienia procesów wytwarzania tworzyw ceramicznych stosowanych w metalurgii. + - - - - - - - - - -
M_W002 Posiada wiedzę w zakresie projektowania i wytwarzania nowoczesnych materiałów ogniotrwałych. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Zna i rozumie podstawowe techniki wykorzystywane do badań surowców i produktów ceramicznych oraz możliwości poddawania ich procesowi recyklingu. - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi posługować się prostą aparaturą pomiarową i badawczą podczas badań laboratoryjnych, a także ma umiejętność oceny przydatności poszczególnych metod badawczych do okreslania podatności na recykling oraz własności materiałów ceramicznych - - + - - - - - - - -
M_U003 Zdobytą wiedzę potrafi wykorzystać do rozwiązywania problemów inżynierskich, w tym doboru surowcw i materiałów do różnych zastosowań i procesów umożliwiających uzyskiwanie metali i stopów materiałów o zdefiniowanych własnościach i innych parametrach eksploatacyjnych - - + - - - - - - - -
M_U004 Jest gotów do nawiązywania współpracy ze specjalistami oraz z grupami eksperckimi w przypadku trudnych problemów technicznych i organizacyjnych w miejscu pracy - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Wykazuje dużą aktywność społeczną, jest przedsiębiorczy, jednocześnie jest gotów na rozwiązania kompromisowe wkładając w to swoją wiedzę i intuicję + - - - - - - - - - -
M_K002 Rozumie potrzebę przestrzegania zasad etyki zawodowej, podtrzymuje i przekazuje tradycje Akademii Górniczo-Hutniczej i Wydziału Metali Nieżelaznych w kraju i na świecie + - - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 87 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):
Opis zajęć.

Omówione zostaną ogólne pojęcia dotyczące materiałów ceramicznych, składu chemicznego, wiązań chemicznych, składu fazowego tworzyw ceramicznych. Przedstawione zostaną metody badań materiałów ceramicznych ze szczególnym uwzględnieniem twardości, odporności na kruche pękanie, odporności na szoki termiczne i ścieranie. Omówione zostaną podstawowe składniki ceramiki ogniotrwałej naturalne i syntetyczne oraz metody otrzymywania wyrobów – tradycyjne (spiekanie) i nowoczesne techniki 3D (addytywne dla tworzyw ceramicznych). Studenci zapoznają się z charakterystyką i podziałem materiałów ogniotrwałych.Omówione zostaną właściwości wyrobów ogniotrwałych ze względu na charakter chemiczny wyrobu ogniotrwałego. Przedstawiona zostanie klasyfikacja materiałów ogniotrwałych zgodnie z normami europejskimi. Przedstawione zostaną wyroby ogniotrwałe formowane i materiały ogniotrwałe nieformowane.
Wyroby ogniotrwałe kwaśne: krzemionkowe, glinokrzemianowe (szamotowe, wysokoglinowe: mullitowe, andaluzytowe, boksytowe) i korundowe. Właściwości krzemionki (surowca). Wyroby ogniotrwałe szamotowe. Właściwości surowców: skład chemiczny, mineralny, dyspersyjność i ich wpływ na sposób przeróbki i jakość wyrobów. Przedstawiona zostanie produkcja, właściwości i zastosowanie wyrobów szamotowych. Materiały ogniotrwałe korundowo-chromowe. Materiały wysokoglinowe modyfikowane SiC do zastosowania w metalurgii.
Wyroby ogniotrwałe zasadowe: wyroby magnezjowe, chromomagnezjowe, wapienno-magnezjowe (dolomitowe), krzemianowo-magnezjowe. Hydratacja. Reakcje hydratacji przebiegające w wyrobach magnezytowych. Wyroby chromomagnezjowe: produkcja, właściwości, zastosowanie. Chromit.
Wyroby dolomitowe – surowce, produkcja i podział na wyroby.
Wyroby ogniotrwałe węglowe-grafitowe. Zastosowanie wyrobów węglowych w metalurgii i odlewnictwie.
Specjalne wyroby ogniotrwałe: wiązane chemicznie, topione i o najwyższej ogniotrwałości.
Wyroby o najwyższej ogniotrwałości: wyroby cyrkonowe i berylowe.
Klasyfikacja nieformowanych materiałów ogniotrwałych: zaprawy, masy instalacyjne, masy naprawcze, powłoki ochronne. Właściwości i zastosowanie nieformowanych materiałów ogniotrwałych.
Tematy wykładów (każdy temat jest przewidziany do prowadzenia przez około 3 godziny lekcyjne):
1. Materiały ceramiczne, wiązania, skład chemiczny, podstawowe grupy, właściwości i zastosowanie.
2. Podstawowe właściwości i metody badań tworzyw ceramicznych.
3. Surowce mineralne w przemyśle materiałów ogniotrwałych (np. kwarc, korund, grafit, chromit, magnezyt, węglik krzemu, baddeleyit i inne).
4. Metody formowania wyrobów ogniotrwałych (prasowanie, odlewanie z mas lejnych, topienie, wycinanie, techniki 3D).
5. Proces spiekania tworzyw ceramicznych.
6.Krzemionkowe, glinokrzmianowe, magnezytowe, dolomitowe, spielowe, chromitowe i inne specjalne materiały ogniotrwałe, metody wytwarzania, właściwości zastosowanie.
7.Technologie wytwarzania materiałów ogniotrwałych.
8. Materiały ogniotrwałe w procesach metalurgicznych: hutniczych, odlewnictwie, obróbce cieplnej- zasady doboru.
9. Nieformowane materiały ogniotrwałe: masy do natapiania, masy do ubijania, masy do natryskiwania, prefabrykaty.
10.Betony ogniotrwałe i żaroodporne.

Ćwiczenia laboratoryjne (15h):
opis zajęć

1. Pomiary podstawowych właściwości fizycznych dla wyrobów ceramicznych: gęstość, nasiąkliwość.
2. Badania mikrostruktury materiałów ogniotrwałych o osnowie Al2O3, SiC, ZrO2 oraz grafitu.
3. Pomiar twardości i odporności na kruche pękanie tworzyw ceramicznych.
4.Formowanie tworzyw ceramicznych.
5.Wycieczka technologiczna w celu zapoznania się studentów z zagadnieniem spiekania tworzyw ceramicznych.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Prezentacja w power point i wykład połączony z dyskusją.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych i wykonanie sprawozdania.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Premiowana obecność na wykładach. Zaliczenie wykładu na podstawie dwóch kolokwiów. Obowiązkowa obecność na ćwiczeniach laboratoryjnych (100%). Przygotowanie teoretyczne do ćwiczeń laboratoryjnych. Zaliczenie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych. Oddanie sprawozdania w ciągu dwóch tygodni od zrealizowania ćwiczenia.

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: Kolokwium dopuszczające do wybranych ćwiczeń.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Średnia dwóch ocen z wykładu i ćwiczeń.

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

W przypadku usprawiedliwionej nieobecności, ustalenie terminu z prowadzącym i odrobienie laboratorium. W przypadku niepisania kolokwium z treści wykładowych, z usprawiedliwionej przyczyny, zaliczenie kolokwium w innym terminie.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

PN-69/H-12000 Materiały ogniotrwałe. Ogólna klasyfikacja wyrobów.
F. Nadachowski: Zarys technologii materiałów ogniotrwałych, Śląskie Wydawnictwo Techniczne, Katowice, (1995) 11, 60.
S.Pawłowski, Materiały ogniotrwałe : własności i zastosowanie w urządzeniach przemysłowych. T. 1 / S. S. Pawłowski, S. Serkowski., Gliwice : Klub Producentów Materiałów Ogniotrwałych : SITPH-Oddział Materiały Ogniotrwałe, 1996.
S, Pawłowski, S.Serkowski, (1996). Materiały ogniotrwałe – własności i zastosowanie w urządzeniach przemysłowych. Gliwice.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Núria Cinca, Slawomir Cygan , Cezary Senderowski, Lucyna Jaworska, Sergi Dosta,
Irene G. Cano and Josep M. Guilemany : Sliding Wear Behavior of Fe-Al Coatings at High Temperatures, Coatings 2018, 8, 268; doi:10.3390/coatings8080268.
2. Wozniak J., Cygan T., Petrus M., Cygan S., Kostecki M., Jaworska L., Olszyna A.: Tribological performance of alumina matrix composites reinforced with nickel-coated graphene. Ceramics International, 2018. (Online: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0272884218305200) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.02.204). Elsevier, 2018.
ISSN 0272-8842, EISSN 1873-3956.
3. Kostecki M.; Grybczuk M.; Klimczyk P.; Cygan T.; Woźniak J.; Wejrzanowski T.; Jaworska L.; Morgiel J.; Olszyna A. Structural and mechanical aspects of multilayer graphene addition in alumina matrix composites – validation of computer simulation model.Journal of the European Ceramic Society , 2016, Vol. 36, nr 16, s. 4171-4179.
4. Rutkowski P., Stobierski L., Zientara D., Jaworska L., Klimczyk P., Urbanik M.: The influence of the graphene additive on mechanical properties and wear of hot-pressed Si3N4 matrix composites. Journal of the European Ceramic Society , 2015, Vol. 35, nr 1, s. 87-94. [On-line: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0955221914004208# ; DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2014.08.004]. Elsevier Ltd, 2015. ISSN 0955-2219, EISSN 1873-619X.

Informacje dodatkowe:

Brak