Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Inżynieria materiałowa (S2)
specjalność: nanotechnologie materiałowe
Sylabus przedmiotu Metody badań biomateriałów:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria materiałowa | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | nauk technicznych | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Metody badań biomateriałów | ||
| Specjalność | biomateriały i materiały opakowaniowe | ||
| Jednostka prowadząca | Instytut Inżynierii Materiałowej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Paweł Kochmański <Pawel.Kochmanski@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Paweł Kochmański <Pawel.Kochmanski@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 2,0 | ECTS (formy) | 2,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Ukonczony kurs fizyki, chemii oraz podstaw nauki o materiałach. |
| W-2 | Podstawowe wiadomości z fizyki ciała stałego |
| W-3 | Zaliczenie przedmiotu "Metody i techniki badań II" |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie się z metodami badań materiałów. Zapoznanie się z podstawami fizycznymi metod badań. Umiejętność właściwego wyboru metody badawczej. Interpretacja wyników. |
| C-2 | Celem przedmiotu jest zapoznanie studenta z nowoczesnymi metodami badań dyfrakcyjnych i subtelnymi metodami badań powierzchni |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Metody obrazowania: mikroskopia elektronowa transmisyjna i skaningowa, mikroskopia sił atomowych (AFM i STM). Metody badan własciwosci mechanicznych – nanoindentacja. Metody okreslania składu fazowego: dyfrakcja rentgenowskia (XRD), dyfrakcja elektronów wstecznie rozproszonych(EBSD), TEM. Badanie składu chemicznego mikroanaliza rengenowska EDS i WDS, spektrometria optyczna GDOES. | 15 |
| T-L-2 | Wykonanie badań metodami dyfrakcji rentgenowskiej i elektronowej. Analiza jakościowa i ilościowa dyfraktogramów. Wykonanie badania metodą dyfrakcji elektronów wstecznie rozproszonych EBSD. | 5 |
| T-L-3 | Pomiary twardości, modułu Younga, przyczepności cienkich warstw metodą nanoindentacji | 5 |
| T-L-4 | Badanie powierzchni metodą mikroskopii sił atomowych | 5 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Metody obrazowania: mikroskopia elektronowa transmisyjna i skaningowa, mikroskopia sił atomowych (AFM i STM). Metody badan własciwosci mechanicznych – nanoindentacja. Metody okreslania składu fazowego: dyfrakcja rentgenowskia (XRD), dyfrakcja elektronów wstecznie rozproszonych(EBSD), TEM. Badanie składu chemicznego mikroanaliza rengenowska EDS i WDS, spektrometria optyczna GDOES. | 15 |
| T-W-2 | Metody dyfrakcyjne w badaniach strukturalnych. Dyfrakcja elektronowa, dyfrakcja rentgenowska, dyfrakcja elektronów wstecznie rozproszonych | 6 |
| T-W-3 | Pomiary właściwości mechanicznych metodą nanoindentacji | 4 |
| T-W-4 | Metody badań powierzchni. Skaningowa mikroskopia tunelowa, mikroskopia sił atomowych | 5 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych | 15 |
| A-L-2 | przygotowanie do zajęć | 24 |
| A-L-3 | Aktywne uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych | 15 |
| A-L-4 | przygotowanie do zajęć i opracowanie sprawozdań | 24 |
| A-L-5 | przygotowanie do zajęć i sprawozdań | 24 |
| 102 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-W-2 | Przygotowanie do zajęć | 6 |
| A-W-3 | Uczestnictwo w wykładach | 15 |
| A-W-4 | przygotowanie do zajęć | 6 |
| A-W-5 | przygotowanie do zaliczenia | 6 |
| 48 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny |
| M-2 | Zajęcia laboratoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Zaliczenie pisemne |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie tematyki wykładów |
| S-4 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IM_2A_BMP/06_W01 Zapoznanie sie z podstawami fizycznymi metod badawczych, a takze z ich ograniczeniami. Podstawy interpretacji wyników badań. | IM_2A_W03 | T2A_W02, T2A_W05, T2A_W07 | C-1 | T-L-1, T-W-1 | M-1, M-2 | S-1 |
| IM_2A_BMP/06_W02 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie dobierać metody badań i rozumieć podstawy fizyczne tych metod | IM_2A_W03 | T2A_W02, T2A_W05, T2A_W07 | C-2 | T-W-2, T-L-2, T-W-3, T-L-3, T-W-4, T-L-4 | M-1 | S-3, S-4 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IM_2A_BMP/06_U01 Potrafi dobrać odpowiednią metodę badawczą do określonego materiału oraz wymagań. | IM_2A_U09 | T2A_U12, T2A_U16, T2A_U18, T2A_U19 | — | T-L-1 | — | — |
| IM_2A_BMP/06_U02 Zapoznanie sie z podstawami fizycznymi metod badawczych, a takze z ich ograniczeniami. Podstawy interpretacji wyników badań. Umiejetnosci: wyboru odpowiedniej metody badawczej i interpretacji wyników. | IM_2A_U01, IM_2A_U09 | T2A_U01, T2A_U02, T2A_U07, T2A_U10, T2A_U12, T2A_U16, T2A_U18, T2A_U19 | — | T-W-1, T-L-1 | — | — |
| IM_2A_BMP/06_U03 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć dobierać metody , zwłaszcza dyfrakcyjne, do badań struktur krystalicznych oraz metody badań powierzchni ciał stałych | IM_2A_U01, IM_2A_U12 | T2A_U01, T2A_U02, T2A_U07, T2A_U10, T2A_U13 | C-2 | T-W-2, T-L-2, T-W-3, T-L-3, T-W-4, T-L-4 | M-1 | S-3, S-4 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IM_2A_BMP/06_K01 Student potrafi dobrać określoną metodę badawczą oraz zinterpretować wyniki badań. | IM_2A_K01 | T2A_K06 | — | T-L-1 | — | — |
| IM_2A_BMP/06_K02 Student potrafi dobrać określoną metodę badawczą, potrafi zinterpretować wyniki badań. | IM_2A_K01 | T2A_K06 | — | T-W-1, T-L-1 | — | — |
| IM_2A_BMP/06_K03 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć dobierać metody , zwłaszcza dyfrakcyjne, do badań struktur krystalicznych oraz metody badań powierzchni ciał stałych | IM_2A_K01 | T2A_K06 | C-2 | T-W-2, T-L-2, T-W-3, T-L-3, T-W-4, T-L-4 | M-1 | S-3, S-4 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| IM_2A_BMP/06_W01 Zapoznanie sie z podstawami fizycznymi metod badawczych, a takze z ich ograniczeniami. Podstawy interpretacji wyników badań. | 2,0 | Student był obecny na zajęciach. |
| 3,0 | Student zna metody badawcze oraz ich podstawy fizyczne, ograniczenia, wady zalety. Posiada znajomość interpretacji najprostszych wyników badań. | |
| 3,5 | Student zna metody badawcze oraz ich podstawy fizyczne. Zna ograniczenia metod. Posiada znajomość interpretacji najprostszych wyników badań. | |
| 4,0 | Student dobrze zna metody badawcze oraz ich podstawy fizyczne. Dobrze zna ograniczenia metod. Posiada znajomość interpretacji wyników badań. | |
| 4,5 | Student dobrze zna metody badawcze oraz ich podstawy fizyczne. Dobrze zna ograniczenia metod. Posiada znajomość interpretacji wyników badań. | |
| 5,0 | Student bardzo dobrze zna metody badawcze oraz ich podstawy fizyczne. Dobrze zna ograniczenia metod. Posiada znajomość interpretacji złożonych wyników badań. | |
| IM_2A_BMP/06_W02 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie dobierać metody badań i rozumieć podstawy fizyczne tych metod | 2,0 | Student nie potrafi dobrać metod badawczych do opisania struktury materiałów konstrukcyjnych |
| 3,0 | Student wykazuje ogólną orientację w tematyce metod badawczych | |
| 3,5 | Student potrafi dobrać metodę badawczą do opisania wybranych cech struktury | |
| 4,0 | Student potrafi dobrać metody badania struktury materiałów konstrukcyjnych | |
| 4,5 | Student potrafi wybrać i uzasadnić wybór metod badawczych do opisu struktury | |
| 5,0 | Student potrafi wybrać, uzasadnić wybór, proponować inne metody badania struktury materiałów konstrukcyjnych |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| IM_2A_BMP/06_U02 Zapoznanie sie z podstawami fizycznymi metod badawczych, a takze z ich ograniczeniami. Podstawy interpretacji wyników badań. Umiejetnosci: wyboru odpowiedniej metody badawczej i interpretacji wyników. | 2,0 | Student był obecny na zajęciach. |
| 3,0 | Student zna metody badawcze oraz ich podstawy fizyczne, ograniczenia, wady zalety. Posiada znajomość interpretacji najprostszych wyników badań. | |
| 3,5 | Student zna metody badawcze oraz ich podstawy fizyczne. Zna ograniczenia metod. Posiada znajomość interpretacji najprostszych wyników badań. | |
| 4,0 | Student dobrze zna metody badawcze oraz ich podstawy fizyczne. Dobrze zna ograniczenia metod. Posiada znajomość interpretacji wyników badań. | |
| 4,5 | Student bardzo dobrze zna metody badawcze oraz ich podstawy fizyczne. Dobrze zna ograniczenia metod. Posiada znajomość interpretacji wyników badań. | |
| 5,0 | Student bardzo dobrze zna metody badawcze oraz ich podstawy fizyczne. Dobrze zna ograniczenia metod. Posiada znajomość interpretacji złożonych wyników badań. | |
| IM_2A_BMP/06_U03 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć dobierać metody , zwłaszcza dyfrakcyjne, do badań struktur krystalicznych oraz metody badań powierzchni ciał stałych | 2,0 | Student nie potrafi dobrać metod badawczych do opisania struktury materiałów konstrukcyjnych |
| 3,0 | Student wykazuje ogólną orientację w tematyce metod badawczych | |
| 3,5 | Student potrafi dobrać metodę badawczą do opisania wybranych cech struktury | |
| 4,0 | Student potrafi dobrać metody badania struktury materiałów konstrukcyjnych | |
| 4,5 | Student potrafi wybrać i uzasadnić wybór metod badawczych do opisu struktury | |
| 5,0 | Student potrafi wybrać, uzasadnić wybór, proponować inne metody badania struktury materiałów konstrukcyjnych |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| IM_2A_BMP/06_K02 Student potrafi dobrać określoną metodę badawczą, potrafi zinterpretować wyniki badań. | 2,0 | Student był obecny na zajęciach. |
| 3,0 | Student zna metody badawcze oraz ich podstawy fizyczne, ograniczenia, wady zalety. Posiada znajomość interpretacji najprostszych wyników badań. | |
| 3,5 | Student zna metody badawcze oraz ich podstawy fizyczne. Zna ograniczenia metod. Posiada znajomość interpretacji najprostszych wyników badań. | |
| 4,0 | Student dobrze zna metody badawcze oraz ich podstawy fizyczne. Dobrze zna ograniczenia metod. Posiada znajomość interpretacji wyników badań. | |
| 4,5 | Student dobrze zna metody badawcze oraz ich podstawy fizyczne. Dobrze zna ograniczenia metod. Posiada znajomość interpretacji wyników badań. | |
| 5,0 | Student bardzo dobrze zna metody badawcze oraz ich podstawy fizyczne. Dobrze zna ograniczenia metod. Posiada znajomość interpretacji złożonych wyników badań. | |
| IM_2A_BMP/06_K03 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć dobierać metody , zwłaszcza dyfrakcyjne, do badań struktur krystalicznych oraz metody badań powierzchni ciał stałych | 2,0 | Student nie potrafi dobrać metod badawczych do opisania struktury materiałów konstrukcyjnych |
| 3,0 | Student wykazuje ogólną orientację w tematyce metod badawczych | |
| 3,5 | Student potrafi dobrać metodę badawczą do opisania wybranych cech struktury | |
| 4,0 | Student potrafi dobrać metody badania struktury materiałów konstrukcyjnych | |
| 4,5 | Student potrafi wybrać i uzasadnić wybór metod badawczych do opisu struktury | |
| 5,0 | Student potrafi wybrać, uzasadnić wybór, proponować inne metody badania struktury materiałów konstrukcyjnych |
Literatura podstawowa
- Howland R., Batar L., STM/AFM mikroskopy ze skanujaca sonda elementy teorii i praktyki., Warszawa, 2002, Tłumaczenie polskie: M. Wozniak, Jan A.Kozubowski
- Kozubowski J., Metody transmisyjnej mikroskopii elektronowej, Wyd. Śląsk, Katowice, 1975
- Fischer-Cripps, A.C., Nanoindentation., (Springer: New York), 2004
- Fischer-Cripps, A.C., Nanoindentation., (Springer: New York), 2004
- AR Clarke and CN Eberhardt, Microscopy Techniques for Materials Science, Woodhead Publishing Limited, Cambridge England, 2000
- Amelinckx S. et all, Handbook of microscopy, VCH, Weinheim, New York, Basel, Cambridge, Tokyo, 1997
- Lee E. Fitzpatrick, Encyclopedia of Materials Characterization. Surfaces, Interfaces, Thin Films, USA, 1992
- AR Clarke and CN Eberhardt, Microscopy Techniques for Materials Science, Woodhead Publishing Limited, Cambridge England, 2000
- Bojarski Z., Łągiewka E., Rentgenowska analiza strukturalna, Wyd. Uniw. Śl., Katowice, 1995
- Lee E. Fitzpatrick, Encyclopedia of Materials Characterization. Surfaces, Interfaces, Thin Films, USA, 1992
- Oleś A., Metody eksperymentalne fizyki ciała stałego, WNT, Warszawa, 1998
- Fischer-Cripps A.C., Nanoindentation, Springer, Berlin, 2004
Literatura dodatkowa
- ISO 14577-2, Instrumented indentation test for hardness and materials parameters., Part 2: Verification and calibration of testing machines., Section 4: Direct verification and calibration., 0
- Jeleńkowski J. Wesołowski K., Ćwiczenia z rentgenowskiej analizy strukturalnej, PWN, Warszawa, 1981
- A. Szummer, Podstawy ilosciowej mikroanalizy rentgenowskiej, WNT, Warszawa, 1994
- A. Szummer, Podstawy ilosciowej mikroanalizy rentgenowskiej, WNT, Warszawa, 1994
- Lenart S. Kochmański P., Materiały doćwiczeń laboratoryjnych. Opracowania własne, 2008