Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Projektowanie materiałowe w konstrukcjach inżynierskich (S1)
Sylabus przedmiotu Podstawy nauki o materiałach:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Projektowanie materiałowe w konstrukcjach inżynierskich | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Podstawy nauki o materiałach | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Technologii Materiałowych | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Anna Biedunkiewicz <Anna.Biedunkiewicz@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | chemia 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 dotyczącycm budowy materii |
| C-3 | Nabycie umiejętnosci posługiwania się zapisem krystalograficznym |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Konfiguracja elektronowa atomów | 2 |
| T-A-2 | Komórka elementarna, wskaźnikowanie węzłów, kierunków, płaszczyzn | 4 |
| T-A-3 | Odległości międzypłaszczyznowe, pas płaszczyzn, zadania (prosta, płaszczyzna, pas) | 3 |
| T-A-4 | Obliczenia: objętość komórki elementarnej, stopień wypełnienia przestrzeni, odległości między atomami, położenie luk | 2 |
| T-A-5 | Elementy symetrii, wyznaczanie osi symetrii, płaszczyzny, środka symetrii, osie inwersyjne, zapis grup punktowych i przestrzennych | 2 |
| T-A-6 | Wskaźnikowanie elektronogramów | 2 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wprowadzenie do nauki o materiałach. | 2 |
| T-W-2 | Współczesna teoria budowy atomów. Konfiguracja elektronowa atomów. Podstawy projektowania materiałów na poziomie molekularnym. | 4 |
| T-W-3 | Hierarchiczny model struktury materiału: konfiguracja elektronowa atomów, charakter wiązania, struktura krystaliczna i defekty strukturalne a właściwości chemiczne i fizyczne materiałów. Właściwosci materiałów jonowych, kowalencyjnych, molekularnych i metalicznych. | 5 |
| T-W-4 | Wiązania międzyatomowe - chemiczne. Wiązania międzycząsteczkowe - siły Van der Waalsa. Struktury cząsteczek wieloatomowych. Kształty cząsteczek i jonów. | 2 |
| T-W-5 | Ceramika kowalencyjna, jonowa i metaliczna. | 2 |
| T-W-6 | Prawa krystalografii, kryształ, struktura krystaliczna, sieć przestrzenna, komórka elementarna, układy krystalograficzne, sieci Bravais'go | 2 |
| T-W-7 | Położenia sieciowe, oznaczenia: punkt, prosta, płaszczyzna. Baza komórki | 2 |
| T-W-8 | Prawo pasowe, rodzina płaszczyzn, odległości międzypłaszczyznowe, | 2 |
| T-W-9 | Luki oktaedryczne, tetraedryczne, najgęstsze upakowanie kul | 2 |
| T-W-10 | Defekty atomowe struktury krystalicznej, punktowe, liniowe, płaszczyznowe: wakanse, atomy obce, dyslokacje, granice wąsko i szerokokątowe | 2 |
| T-W-11 | Elementy symetrii punktowej i przestrzennej, kwazikryształy | 2 |
| T-W-12 | Sieć odwrotna, Sfera Ewalda, Projekcja stereograficzna | 1 |
| T-W-13 | Dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego, geometria dyfrakcji, równanie Lauego, Bragga, równanie kwadratowe sieci | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-A-2 | studia literaturowe, przegląd notatek z wykładu | 4 |
| A-A-3 | konsultacje | 2 |
| A-A-4 | przygotowanie do zaliczenia | 4 |
| 25 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 28 |
| A-W-2 | studia literaturowe | 18 |
| A-W-3 | konsultacje | 2 |
| A-W-4 | przygotowanie do zaliczenia końcowego | 2 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | wykład informacyjny / prezentacja multimedialna, tablica |
| M-2 | ćwiczenia audytoryjne / tablica |
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 uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PMKI_1A_C01_W01 Student ma wiedzę z budowy atomu, wiązań międzyatomowych i międzycząsteczkowych, podstaw krystalografii, potrafi rozróżniać zapis krystalograficzny. | PMKI_1A_W13 | — | — | C-1 | T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-11, T-W-12, T-W-13 | M-2, M-1 | S-3 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PMKI_1A_C01_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: - kojarzyć skład chemiczny i strukturę materiałów z jego właściwościami mechanicznymi, elektrycznymi i fizykochemicznymi, - interpretować zapis krystalograficzny i obliczać podstawowe parametry komórki elementarnej. | PMKI_1A_U11, PMKI_1A_U01 | — | — | C-3 | T-A-2, T-A-3, T-A-4, T-A-5, T-A-6, T-A-1 | M-2, M-1 | S-3 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PMKI_1A_C01_K01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student nabędzie świadomość złożoności materii i otwartość na potrzebę nieustannego poszukiwania i pogłębiania wiedzy. | PMKI_1A_K01 | — | — | C-1 | T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-11, T-W-12, T-W-13, T-A-2, T-A-3, T-A-4, T-A-5, T-A-6, T-A-1 | M-2, M-1 | S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| PMKI_1A_C01_W01 Student ma wiedzę z budowy atomu, wiązań międzyatomowych i międzycząsteczkowych, podstaw krystalografii, potrafi rozróżniać zapis krystalograficzny. | 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 uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| PMKI_1A_C01_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: - kojarzyć skład chemiczny i strukturę materiałów z jego właściwościami mechanicznymi, elektrycznymi i fizykochemicznymi, - interpretować zapis krystalograficzny i obliczać podstawowe parametry komórki elementarnej. | 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 uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| PMKI_1A_C01_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
- L.Jones, P.Atkins, Chemia ogólna, Cząsteczki, materia, reakcje, PWN, Warszawa, 2009
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
- Hetmańczyk M., Podstawy nauki o materiałach, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 1996, 1