Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Dyfrakcja rentgenowska (XRD) w analizie fazowej
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
CTCH-2-212-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Technologia Chemiczna
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr inż. Rokita Magdalena (rokita@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Studenci zapoznają się z aparaturą, metodami i technikami XRD. Omawiane są możliwości zastosowania metod rentgenowskich w badaniach materiałów. Przeprowadzana jest interpretacja wyników badań.

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 Student zna budowę i możliwości badawcze aparatury wykorzystywanej w metodzie XRD TCH2A_W02 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Prezentacja,
Wykonanie ćwiczeń
M_W002 Student ma wiedzę dotyczącą możliwości zastosowania metod rentgenowskich w inżynierii materiałowej TCH2A_W02 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Prezentacja,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi dobrać warunki pomiarowe i wykonać pomiary XRD, jak również zinterpretować wyniki badań TCH2A_U04 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Wykonanie ćwiczeń,
Zaangażowanie w pracę zespołu
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student rozumie potrzebę dokształcania się, w tym zaznajamiania się z aktualnym stanem wiedzy o metodach badań rentgenowskich TCH2A_K02 Aktywność na zajęciach,
Prezentacja,
Udział w dyskusji
M_K002 Student ma świadomość odpowiedzialności za zadania realizowane samodzielnie i w grupie TCH2A_K01 Egzamin,
Prezentacja,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń
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 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 Student zna budowę i możliwości badawcze aparatury wykorzystywanej w metodzie XRD + - - - - + - - - - -
M_W002 Student ma wiedzę dotyczącą możliwości zastosowania metod rentgenowskich w inżynierii materiałowej + - - - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi dobrać warunki pomiarowe i wykonać pomiary XRD, jak również zinterpretować wyniki badań + - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę dokształcania się, w tym zaznajamiania się z aktualnym stanem wiedzy o metodach badań rentgenowskich + - - - - + - - - - -
M_K002 Student ma świadomość odpowiedzialności za zadania realizowane samodzielnie i w grupie - - - - - + - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 137 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 40 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):
Aparatura, metody i techniki rentgenowskiej analizy fazowej

1.Krystalografia a rentgenografia – sieć przestrzenna i krystaliczna; odległości międzypłaszczyznowe w sieciach przestrzennych z różnych układów krystalograficznych.
2.Promieniowanie X; historia, istota promieniowania X, źródła promieniowania rentgenowskiego.
3.Oddziaływanie promieniowania X z materią; teoria Lauego i teoria Braggów-Wulfa.
4.Aparatura pomiarowa w badaniach rentgenowskich.
5.Metody doświadczalne wykorzystujące promieniowanie rentgenowskie.
6.Rentgenowska analiza fazowa jakościowa.
7.Planowanie pomiarów i błędy pomiarowe.
8.Specyfika substancji badanej a pomiar XRD.
9.Wskaźnikowanie rentgenogramów i wyznaczanie parametrów sieciowych.
10.Reguły wygaszeń.
11.Rentgenowska analiza fazowa jakościowa.
12. Metoda Rietvelda.
13.Specyficzne zastosowania metody proszkowej – roztwory stałe.
14. Specyficzne zastosowania metody proszkowej cd. – analiza wielkości krystalitów i naprężeń.
15.Bazy danych rentgenowskich.

Zajęcia seminaryjne (30h):
Metody doświadczalne i obliczeniowe rentgenowskiej analizy fazowej; planowanie i interpretacja wyników pomiarów XRD

Płaszczyzny sieciowe (hkl); obsadzenie płaszczyzn węzłami. Odległości międzypłaszczyznowe w różnych układach krystalograficznych. Wyprowadzenie wzoru Braggów – Wulfa. Wykorzystanie wzoru Braggów – Wulfa i wzorów na odległości międzypłaszczyznowe w rentgenografii. Posługiwanie się aparaturą rentgenowską do badań metodą DSH oraz oprogramowaniem do rentgenowskiej analizy fazowej. Zapoznanie się z aparaturą rentgenowską firmy Seifert i Philips. Przygotowanie próbek do pomiaru. Parametry pomiarowe – wpływ na dokładność pomiaru. Intensywność bezwzględna i względna refleksów. Powtarzalność płaszczyzn sieciowych. Analiza wygaszeń systematycznych. Zapoznanie się z oprogramowaniem. Zastosowanie metod rentgenowskich w inżynierii materiałowej.
Wykorzystanie baz danych w rentgenowskiej analizie fazowej jakościowej. Analiza rentgenogramów mieszanin kilku faz nieorganicznych. Rentgenowska analiza ilościowa, pomiary z wzorcem, przygotowanie krzywej wzorcowej, określanie zawartości faz krystalicznych w mieszaninie. Zastosowanie rentgenografii w identyfikacji roztworów stałych. Inne zastosowania metod rentgenograficznych.

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.
  • Zajęcia seminaryjne: Na zajęciach seminaryjnych podstawą jest prezentacja multimedialna oraz ustna prowadzona przez studentów. Część zagadnień jest prezentowana w formie zadań. Prowadzone są również zajęcia komputerowe z wykorzystaniem programu X'per hihg score, służącym do interpretacji wyników badań XRD. 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:

Wymagana jest aktywna praca na zajęciach seminaryjnych, w tym wypełnianie kart pracy na wskazanych na początku semestru zajęciach oraz przygotowanie i wygłoszenie referatu.
Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest średnia pozytywna ocena uzyskana z kart pracy oraz przygotowanie referatu.

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.
  • 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:

Ocena z zajęć seminaryjnych (S) jest wyznaczana z wzoru S=0.5P+0.5R,
gdzie P – średnia arytmetyczna z ocen uzyskanych za prace samodzielne wykonywane w
trakcie zajęć seminaryjnych, R – ocena z referatu.
Ocena z egzaminu (E)jest obliczana przeliczając procent uzyskanych punktów na ocenę, zgodnie z regulaminem studiów AGH.
W przypadku nieuzyskania oceny pozytywnwj w pierwszym terminie, dana ocena jest średnią arytmetyczną ocen uzyskanych w poszczególnych terminach.
Ocena końcowa (OK)jest obliczana jako OK=0.6E+0.4S

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

Możliwe jest zaliczenie tematu na podstawie rozmowy, pisemnego kolokwium lub przesłanego referatu.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Podstawowe wiadomości o budowie materiałów krystalicznych.
Umięjętność pracy z komputerem – korzystanie z pakietu office i baz danych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Chojnacki J.: “Rentgenografia metali”
2. Handke M., Rokita M., Adamczyk A.:“Krystalografia i krystalochemia dla ceramików”
3. Bojarski Z., Łągiewka E.: “Rentgenowska analiza strukturalna”
4. Trzaska Durski Z., Trzaska Durska H.: “Podstawy krystalografii strukturalnej i
rentgenowskiej”
5. Bolewski A., Żabiński W.(red): “Metody badań minerałów i skał”

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1.M. Rokita, M. Handke, A. Adamczyk, “Solid solutions in the SiO2-AlPO4 system” Polish Ceramic Bulletin, Ceramics 54 (1997) 161
2.P. Pasierb, R. Gajerski, M. Rokita, M. Rękas „Studies on the binary system LiCO3-BaCO3“ Physica B 304 (2001) 463
3.A. Adamczyk, M. Rokita „Structure and properties of materials in B2O3-P2O5-SiO2 system” Polish Ceramic Bulletin, Ceramics 66/2 (2001) 647
4.M. Rokita „Polymorphism of AlPO4” Polish Ceramic Bulletin, Ceramics 66/2 (2001) 856
5.M. Sitarz, M. Rokita, M. Handke „The aluminium effect on the phospho-silicate materials” J. Mol. Struct. 614 (2002) 289
6.M. Rokita, M. Handke, A. Brożek, A. Adamczyk, W. Jastrzębski „IR spectroscopy and XRD studies of phospho-silicate layers on the metal base” Engineering of Biomaterials 47-53 (2005) 54
7.A. Adamczyk, M. Handke, M. Rokita, A. Brożek „The X-ray studies of silicate and phosphosilicate gels and coatings” Engineering of Biomaterials 47-53 (2005) 58
8.M. Handke, M. Rokita, A. Adamczyk „Krystalografia i krystalochemia dla ceramików” — [Crystalography and crystalochemistry for ceramists] /. — Kraków: AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, 2008. — 431 s. — (Wydawnictwa Naukowe / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie ; KU 0308). — Bibliogr. s. 413–418
9. M. Rokita, W. Mozgawa, A. Adamczyk “Transformation of silicate gels during heat treatment in air and in argon – spectroscopic studies” Journal of Molecular Structure 1070 (2014) 125
10. A. Adamczyk, M. Rokita “The structural studies of Ag containing TiO2−SiO2 gels and thin films deposited on steel “ Journal of Molecular Structure, 1114 (2016) 171

Informacje dodatkowe:

Obecność na zajęciach seminaryjnych obowiązkowa. Ewentualne nieobecności usprawiedliwione są zaliczane w formie kolokwium pisemnego, obejmującego materiał seminarium, na którym student był nieobecny.
Udział w zwiedzaniu synchrotronu Solaris i w związanej z nim prelekcji obowiązkowa. Ewentualna nieobecność usprawiedliwiona jest zaliczane w formie prezentacji.