Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Inżynieria materiałowa (S1)
Sylabus przedmiotu Podstawy nauki o materiałach II:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria materiałowa | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Podstawy nauki o materiałach II | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Instytut Inżynierii Materiałowej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Małgorzata Garbiak <Malgorzata.Garbiak@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 6,0 | ECTS (formy) | 6,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | chemiia ogóla, fizyka ciała stałego, matematyka w zakresie podstawowym |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Poznanie zasad i praw rządzących budową wewnętrzną materiałów |
| C-2 | Zapoznanie ze słownictwem specjalistycznym dotyczącym budowy materiałów |
| C-3 | Nabycie umiejętności posługiwania się opisem krystalograficznym struktury wewnętrznej materiału |
| C-4 | Wykształcenie umiejętnosci opisu budowy fazowej i strukturalnej stopów metalicznych |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Stan energetyczny elektronów | 1 |
| T-A-2 | Komórka elementarna. Wskaźnikowanie węzłów, kierunków, płaszczyzn | 4 |
| T-A-3 | Odległości międzypłaszczyznowe. Pas płaszczyzn. Zadania złożone (prosta, płaszczyzna, pas) | 4 |
| T-A-4 | Obliczenia: objętość komórki, stopień wypełnienia przestrzeni, odległości między atomami | 2 |
| T-A-5 | Elementy symetrii. Wyznaczanie osi symetrii, płaszczyzny, środka symetrii. Osie inwersyjne | 1 |
| T-A-6 | Grupy punktowe. Klasy symetrii. Grupy przestrzenne. Zapis | 1 |
| T-A-7 | Projekcje stereograficzna i sferyczna | 1 |
| T-A-8 | Wskaźnikowanie elektronogramów | 4 |
| T-A-9 | Podwójny układ równowagi fazowej. Roztwory nieograniczone, brak rozpuszczalności w stanie stałym, ograniczona rozpuszczalność w stanie stałym, fazy międzymetalicze, roztwory wtórne | 2 |
| T-A-10 | Przemiany fazowe. Monotektyka, eutektyka, eutektoid, perytektyka, perytektoid | 2 |
| T-A-11 | Krzywe krzepnięcia. Skład i udział masowy fazy ciekłej, stałej. Reguła dźwigni. Reguła faz Gibbsa | 4 |
| T-A-12 | Opis wybranego układu równowagi fazowej stopów. | 2 |
| T-A-13 | Potrójny układ równowagi fazowej. Eutektyka potrójna. Przekrój izotermiczny | 2 |
| 30 | ||
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Opis i analiza wykresów równowagi fazowej podwójnych układów rzeczywistych | 2 |
| T-L-2 | Identyfikacja przemian fazowych - układy równowagi fazowej stopów podwójnych | 2 |
| T-L-3 | Analiza krzywych krzepnięcia i przemian w stanie stałym wybranych stopów | 3 |
| T-L-4 | Określanie struktury równowagowej stopów z układu Fe-C, Cu-Al, Cu-Zn, Al-Si, Cu-Pb | 4 |
| T-L-5 | Analiza mikrostruktury równowagowej na zgładzie metalograficznym. Identyfikacja składników fazowych i strukturalnych z układu Fe-Fe3C. | 4 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Historia rozwoju i podział materiałów. Budowa materiałów. Atom. Oktet elektronowy. Wiązania między atomami. Liczba koordynacyjna. Cechy kryształów. | 2 |
| T-W-2 | Kryształ. Prawa krystalografii. Struktura krystaliczna. Sieć przestrzenna. Komórka elementarna. Układy krystalograficzne. | 2 |
| T-W-3 | Połozenia sieciowe. Oznaczenia: punkt, prosta, płaszczyzna. Baza komórki. | 2 |
| T-W-4 | Prawo pasowe. Rodzina płaszczyzn. Odległości międzypłaszczyznowe. Luki oktaedryczne, tetraedryczne. | 2 |
| T-W-5 | Elementy symetrii punktowej, przestrzennej. Kwazikryształy. | 2 |
| T-W-6 | Sieć odwrotna. Sfera Ewalda. Projekcja stereograficzna, sferyczna. Rzut stereograficzny, sferyczny | 2 |
| T-W-7 | Dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego. Geometria dyfrakcji. Równania Lauego, Bragga. Równanie kwadratowe sieci. | 2 |
| T-W-8 | Struktura metali i stopów. Defekty struktury krystalicznej: punktowe, liniowe, powierzchniowe. | 2 |
| T-W-9 | Fazy stopowe: roztwory, fazy międzymetaliczne. Nadstruktury. | 2 |
| T-W-10 | Układy dwuskładnikowe równowagi faz. Roztwór stały, mieszanina składników, mieszanina roztworów stałych z eutektyką, perytektyką, z fazami międzymetalicznymi, roztwory wtórne. | 2 |
| T-W-11 | Reguła dźwigni. Reguła faz. Przemiany fazowe. | 2 |
| T-W-12 | Układy wieloskładnikowe: trójskładnikowy, czteroskładnikowy. Przekrój izotermiczny, stężeniowy. Eutektyka potrójna. | 2 |
| T-W-13 | Warunki równowagi układu. Energia swobodna Gibbsa. | 2 |
| T-W-14 | Krystalizacja z fazy ciekłej. Zarodkowanie. Wzrost kryształu. Krystalizacja dendrytyczna | 2 |
| T-W-15 | Dyfuzja. Szkła metaliczne | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-A-2 | studia lliteraturowe, przegląd notatek z wykładu | 25 |
| A-A-3 | konsultacje | 6 |
| A-A-4 | przygotowanie do zaliczenia | 10 |
| A-A-5 | zaliczenie pisemne | 4 |
| 75 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-L-2 | przygotowanie sprawozdania | 15 |
| A-L-3 | studia literaturowe | 15 |
| 45 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | studia literaturowe | 26 |
| A-W-3 | Konsultacje | 2 |
| A-W-4 | egzamin końcowy | 2 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | wykład informacyjny / prezentacja multimedialna, tablica |
| M-2 | ćwiczenia audytoryjne / tablica |
| M-3 | ćwiczenia laboratoryjne / tablica, mikroskop, komputer |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Ocena bieżąca umiejętności studenta przy rozwiązywaniu zadań na ćwiczeniach. |
| S-2 | Ocena formująca: Ocena sprawozdań |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenia partii materiału oraz egzamin końcowy |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IM_1A_C02_W01 Student ma wiedzę z podstaw krystalografii, potrafi rozróżniać zapis krystalograficzny, rozpoznawać i objaśnić budowę fazową i strukturalną stopów. | IM_1A_W13, IM_1A_W04 | — | — | C-1, C-3, C-2, C-4 | T-W-2, T-W-5, T-W-10, T-W-7, T-W-3, T-W-9, T-W-8, T-W-6, T-W-11, T-W-4, T-W-1, T-W-14, T-W-13, T-W-15, T-W-12 | M-1, M-2, M-3 | S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IM_1A_C02_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć interpretować zapis krystalograficzny i obliczać podstawowe parametry komórki elementarnej. Powinien umieć analizować i korzystać z układów równowagi fazowej. | IM_1A_U01, IM_1A_U19 | — | — | C-3, C-4 | T-L-5, T-L-1, T-L-4, T-L-3, T-L-2, T-A-1, T-A-5, T-A-6, T-A-8, T-A-7, T-A-13, T-A-12, T-A-3, T-A-2, T-A-10, T-A-11, T-A-4, T-A-9 | M-1, M-2, M-3 | S-3 |
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 | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IM_1A_C02_K01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student nabędzie świadomość złożoności materii i otwartość na potrzebę nieustannego poszukiwania i pogłębiania wiedzy. | IM_1A_K01 | — | — | C-1, C-2 | T-W-2, T-W-5, T-W-10, T-W-7, T-W-3, T-W-9, T-W-8, T-W-6, T-W-11, T-W-4, T-W-1, T-W-14, T-W-13, T-W-15, T-W-12, T-L-5, T-L-1, T-L-4, T-L-3, T-L-2, T-A-1, T-A-5, T-A-6, T-A-8, T-A-7, T-A-13, T-A-12, T-A-3, T-A-2, T-A-10, T-A-11, T-A-4, T-A-9 | M-1, M-2, M-3 | S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| IM_1A_C02_W01 Student ma wiedzę z podstaw krystalografii, potrafi rozróżniać zapis krystalograficzny, rozpoznawać i objaśnić budowę fazową i strukturalną stopów. | 2,0 | Student nie zna pojęć z zakresu budowy wewnętrznej ciała stałego |
| 3,0 | Student zna ogólne pojęcia z zakresu budowy wewnętrznej ciała stałego | |
| 3,5 | Student zna ogólne pojęcia, potrafi zdefiniować podstawowe prawa z zakresu krystalografii i budowy fazowej stopów | |
| 4,0 | Student zna pojęcia i prawa z zakresu budowy wewnętrznej, rozpoznaje i odtwarza podstawowy zapis krystalograficzny, potrafi odczytać budowę fazową stopu z układu równowagi fazowej | |
| 4,5 | Student zna pojęcia i prawa z zakresu budowy wewnętrznej, identyfikuje i odtwarza zapis krystalograficzny, potrafi odtworzyć prosty układ równowagi podwójnej, rozpoznaje przemiany fazowe w stanie stałym | |
| 5,0 | Student zna pojęcia i prawa z zakresu budowy wewnętrznej, odtwarza zapis krystalograficzny, potrafi objaśnić budowę fazową stopu, dokonać obliczeń ilościowych, wytłumaczyć proces krzepnięcia |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| IM_1A_C02_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć interpretować zapis krystalograficzny i obliczać podstawowe parametry komórki elementarnej. Powinien umieć analizować i korzystać z układów równowagi fazowej. | 2,0 | Student nie umie formułować ze zrozumieniem podstawowych pojęć i interpretować praw z zakresu budowy wewętrznej ciała stałego. |
| 3,0 | Student potrafi formułować ze zrozumieniem pojęcia i interpretować prawa z zakresu budowy wewnętrznej ciała stałego. Potrafi posłużyć się nabytą wiedzą do zaprezentowania prostych układów krystalograficznych i układów równowagi fazowej | |
| 3,5 | Student umie poprawnie interpretować pojęcia i prawa z zakresu budowy wewnętrznej. Potrafi rozwiązywać proste zadania dotyczące budowy komórki elementarnej i równowagi fazowej stopów. | |
| 4,0 | Student potrafi wykorzystać pojęcia i prawa z zakresu budowy wewnętrznej. Potrafi kreślić i wskaźnikować płaszczyzny i kierunki krystalograficzne. Umie korzystać z wykresu równowagi fazowej. | |
| 4,5 | Student potrafi wykorzystać pojęcia i prawa z zakresu budowy wewętrznej. Posługuje się zapisem krystalograficznym płaszczyzn i prostych sieciowych. Potrafi analizować budowę fazową stopu. | |
| 5,0 | Student potrafi wykorzystać pojęcia i prawa z zakresu budowy wewnętrznej. Posługuje się zapisem krystalograficznym prostych i płaszczyzn sieciowych. Potrafi analizować budowę fazową stopu, przeprowadzać obliczenia ilościowe. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| IM_1A_C02_K01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student nabędzie świadomość złożoności materii i otwartość na potrzebę nieustannego poszukiwania i pogłębiania wiedzy. | 2,0 | Student nie wykazuje aktywnej postawy ani chęci do pogłębiania wiedzy. |
| 3,0 | Student wykazuje aktywną postawę na zajęciach. | |
| 3,5 | Student wykazuje aktywną postawę i otwartość na nowe zagadnienia. | |
| 4,0 | Student jest aktywny, otwarty na nowe zagadnienia. Chętny do rozwiązywania zadań. | |
| 4,5 | Student jest aktywny, otwarty na nowe zagadnienia. Chętny i zdeterminowany w rozwiązywaniu zadań. | |
| 5,0 | Student wykazuje aktywną postawę i kreatywność w rozwiązywaniu zadań. |
Literatura podstawowa
- Bojarski Z., Gigla M., Stróż K., Surowiec M, Krystalografia podręcznik wspomagany komputerowo, PWN, Warszawa, 1996, 1, nowsze wydania
- Trzaska Durski Z., Trzaska Durska H., Podstawy krystalografii, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2003, 1
- Prowans Stanisław, Struktura stopów, PWN, Warszawa, 2000, 2
- Przybyłowicz K., Podstawy teoretyczne metaloznawstwa, WNT, Warszawa, 1999, 2
- Hetmańczyk M., Podstawy nauki o materiałach, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 1996, 1
Literatura dodatkowa
- Ashby M., Shercliff H., Cebon D, Inżynieria materiałowa, Wydawnictwo Galaktyka Sp. z o.o., Łódź, 2011, 2
- Blicharski M., Wstęp do inżynierii materiałowej, WNT, Warszawa, 2003, 3