Введение в материаловедение

• О курсе
• Формат
• Информационные ресурсы
• Требования
• Программа курса
• Результаты обучения
• Формируемые компетенции
• Направления подготовки

О курсе

Пользователи курса смогут овладеть методами моделирования,  оценки, прогнозирования и оптимизации технологических процессов и свойств материалов.

Курс знакомит с современными научными представлениями о материалах, о влиянии микро- и нано – масштаба на свойства материалов, взаимодействии материалов с окружающей средой, электромагнитным излучением и потоками частиц.

Формат

Еженедельные занятия будут включать:

• просмотр тематических видео-лекций;
• изучение иллюстрированных тематических материалов, включающих 2-3 вопроса на самопроверку усвоения теоретического материала;
• выполнение многовариантных тестовых заданий с автоматизированной проверкой результатов.

Предусмотрено промежуточное контрольное тестирование по каждому разделу курса и итоговое контрольное тестирование по всему содержанию курса с автоматизированной проверкой результатов.

Информационные ресурсы

• Калачев Б.А., Ливанов Б.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов/ Калачев Б.А., Ливанов Б.А., Елагин В.И. – М.: МИСИС, 2005. - 416 стр.
• Callister W.D., Rethwisch D.G. Materials Science and Engineering: An Introduction (8th Edition) / W.D. Callister – NJ: John Wiley and Sons Inc ¬¬¬– 1000 cтр.
• Materials Science and Technology: Teacher's Handbook /Pacific Northwest National Laboratory – Springfield: National Technical Information Service, 2008. – 353 cтр.
• Shackelford J.F. et al. Materials Science and Engineering Handbook /Ed. Shackelford J. F., Alexander W. Boca Raton: CRC Press LLC, 2001. – 1928 cтр.
• Богодухов С.И., Гребенюк В.Ф., Синюхин А.В. Курс материаловедения в вопросах и ответах (2-е изд) / Богодухов С.И., Гребенюк В.Ф., Синюхин А.В. – М. Машиностроение, 2005. – 288 стр.

Требования

Изучение курса опирается на объем ранее изученного материала в курсах “Физическая химия. Термодинамика ”, “Общая и неорганическая химия”, “Сопротивление материалов”

Программа курса

Модуль 1 Кристаллическое строение материалов

1.1 Материалы, их классификация и основные физические свойства

1.2 Атомная структура вещества, виды межатомных связей

1.3 Кристаллические решетки. Кристаллические и не-кристаллические материалы

1.4 Дефекты кристаллических решеток

 

Модуль 2 Методы исследования атомной и кристаллической структуры материалов

2.1 Дифракция на кристаллических решетках

2.2 Рентгенофазовый анализ

2.3 Дифракция электронов

2.4 Просвечивающая микроскопия высокого разрешения

2.5 Атомно-силовая микроскопия

 

Модуль 3 Фазовые превращения и  полиморфизм кристаллических решеток и методы исследования кристаллических решеток.

3.1 Полиморфизм металлов и соединений

3.2 Агрегатные состояния вещества

3.3 Энергетические и температурные условия фазовых превращений

3.4 Основные механизмы и закономерности фазовых превращений

3.5 Термический анализ

Модуль 4 Фазовые равновесия и фазовые диаграммы

4.1 Основные понятия. Правило фаз. Классификация двойных систем

4.2 Граничные растворы на основе компонентов

4.3 Нонвариантные равновесия. Эвтектическое превращение

4.4 Промежуточные фазы

4.5 Системы с нонвариантными равновесиями твердых растворов на основе полиморфных модификаций компонентов

4.6 Методы построения фазовых диаграмм: построение на основе кривых охлаждения, моделирование

 

Модуль 5 Монокристаллы и поликристаллы

5.1 Монокристаллы и поликристаллы

5.2 Получение монокристаллов методами Бриджмена и Чохральского

5.3 Получение поликристаллических материалов

5.4 Высоко- и низкоугловые границы зерен

5.5 Наноструктурированные материалы.

Результаты обучения

В результате освоения курса «Введение в материаловедение» студент будет способен:

 

•  применять основные типы современных неорганических  и органических материалов для решения производственных задач – начальный уровень
• рационально выбирать материалы для заданных условий эксплуатации с учетом требований технологичности, экономичности, надежности и долговечности – начальный  уровень
•  умело применять технические средства для измерения и контроля основных параметров технологических процессов, свойств материалов и изделий из них – базовый уровень
• определять свойства и классифицировать материалы, применяемые в промышленности, по внешнему виду, происхождению, свойствам, составу, назначению – начальный уровень

Формируемые компетенции

• Применение основ методов исследования, анализа, диагностики и моделирования свойств нано – и крупнокристаллических материалов, внутренних и внешних границ раздела фаз, а так же физических и химических процессов в них или с их участием (ОПК-3 ФГОС ВО 28.00.00)  - средний уровень
• Сочетание теории и практики для решения инженерных задач (ОПК-4 ФГОС ВО 22.00.00)  - средний уровень
•  Использование в исследованих и расчетах знания о методах исследования, анализа, диагностики и моделирования свойств веществ (материалов), физических и химических процессах, протекающих в матеариалах при их получении, обработке и модификации (ПК-4 ФГОС ВО 22.00.00)  - высокий уровень
• Использование на практике современных представлений о влиянии микро- и нано- структуры на свойства материалов, их взаимодействия с окружающей средой, полями, частицами и излучениями (ПК-6 ФГОС ВО 22.00.00) – высокий уровень