Фізико-хімічні основи поверхневих явищ
Спеціальність: Матеріалознавство
Код дисципліни: 8.132.00.M.028
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Матеріалознавство та інженерія матеріалів
Лектор: канд. техн. наук, доцент Богун Лідія Ігорівна
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: КС 1. Глибинне розуміння взаємозв’язку між хімічним складом, структурою, зовнішньою дією та властивостями матеріалів.
КС 3. Глибинне розуміння термодинаміки та кінетики фазових перетворень, дифузійних процесів.
КС 6. Оволодіння емпіричними та експериментальними методами визначення рівня поверхневої енергії на зовнішніх та внутрішніх міжфазних границях розділу, візуалізації явищ наноструктурування у поверхневих шарах матеріалів.
Результати навчання: ПР4. Знати закономірності керування складом, структурою та властивостями матеріалів різної природи та функціонального призначення, фізико-хімічними процесами в матеріалах (у тому числі наноматеріалах) для створення матеріалів із заданими структурами та властивостями
ПР6. Знати основні тенденції, напрями та перспективи створення нових матеріалів різної природи, основ сучасних методів виробництва конструкційних, інструментальних та функціональних матеріалів, біокомпозитів, матеріалів з відновлювальних джерел.
ПР8. Вміти планувати навчальні заняття згідно з силабусом кредитного модуля. Знати принципи контролю навчальних досягнень студентів та аналізу його результатів. Уміти застосовувати нові інформаційні технології навчання у вищий школі
ПР9. Уміти досліджувати структуру та властивості матеріалів за допомогою якісної та кількісної металографії, рентгенографії, електронної мікроскопії, визначення механічних та фізичних властивостей, визначати їх відповідність стандартам та/або технічним умовам.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни:
Теоретичні основи адитивних технологій
Квантово-хімічне моделювання процесів структуроутворення
Фізико-хімічні основи поверхневих явищ
Супутні і наступні навчальні дисципліни:
Теплофізика процесів твердіння
Фізико-хімічні основи плавлення та лиття біосумісних матеріалів
Принципи вибору ливарних сплавів
Моделюваня виробів та оптимізація їх властивостей
Прогнозування деградації металів та оцінка ефективності їх захисту
Короткий зміст навчальної програми: У межах дисципліни викладено сучасні наукові уявлення аналізу металургійних процесів. Використовуючи термодинамічні підходи вивчаються питання утворення карбідів, оксидів, сульфідів та їх використання в ливарному виробництві, а також умови відновлення цих сполук до чистих елементів. Аналізуються металургійні розплави та методи рафінування сплавів. Вивчаються основні принципи, правила та способи керування процесом формування властивостей виливків. В результаті вивчення дисципліни набуваються навички складання фізичної моделі технологічного процесу та опису її на мові термодинамічних співвідношень.
Опис: Сучасні тенденції у розвитку металургійних процесів. Принципи термодинамічних роз-рахунків. Приблизна оцінка вартості термодинамічних потенціалів. Термодинаміка реакцій та властивості конденсованих фаз.
Загальна теорія відновлення оксидів газоподібними відновниками. Термодинаміка відновних реакцій у системі Fе-О-С. Термодинаміка відновних реакцій у системі Fе-О-Н. Відновні процеси за участю твердого вуглецю. Металотермічне відновлення оксидів.
Побудова діаграм температурної залежності співвідношення діоксид вуглецю-монооксид вуглецю та її застосування для аналізу металургійних процесів.
Розрахунки термодинамічних власти¬востей металевих металургійних розчинів. Моделювання будови багато компонентних металургійних розчинів. Типи металургійних розчинів. Закономірності будови металевих розплавів. Температурна залежність зміни вільної енергії при утворенні розчинів.
Реакції дисоціації у шлакових розплавах. Вплив компонентів шлакових розплавів на їх фазовий склад. Розчинність газів у шлаках.
Властивості оксидів у рідкому агрегатному стані. Будова оксидних розплавів: теорія досконалого іонного розплаву, теорія мікронеоднорідності електролітів, статистична теорія іонних розплавів.
Поверхневі явища на металевих та шлакових розплавах.
Швидкість гетерогенних реакцій. Реакції газ — тверде тіло. Реакції між металевим і шлаковим розплавами. Реакції газ — рідина.
Методи та критерії оцінювання: Завданням поточного контролю є систематична перевірка розуміння та засвоєння програмного матеріалу, виконання лабораторних робіт, умінь самостійно опрацьовувати написання звіту, реферату, здатності публічно, письмово чи в електронному форматі представляти певний матеріал. Підготовка, виконання та захист звітів з лабораторних робіт оцінюються 2 балами за групову лабораторну та 4 балами за роботу, виконану за індивідуальним завданням.
Завданням підсумкового екзаменаційного контролю є підсумкова перевірка глибини засвоєння студентом програмного матеріалу дисципліни, логіки та взаємозв'язків між окремими її розділами, здатності до творчого використання набутих знань; уміння сформувати своє ставлення до певної фахової проблеми, яка випливає зі змісту освітнього компонента тощо.
Оцінювання усних та письмових тестових завдань екзаменаційного контролю залежить від форми тестового завдання:
7. правильний варіант відповіді на закриті тестові завдання першого рівня складності з однією правильною відповіддю оцінюють у 4 бали, неправильний – 0 балів. На ці завдання не може бути проміжної оцінки;
8. правильні відповіді на закриті тестові завдання другого і третього рівнів складності з вибором декількох правильних відповідей, на встановлення відповідності, вкладені відповіді, пропущені слова та правильну послідовність, які залежно від складності оцінюються у 7…10 балів.
Критерії оцінювання результатів навчання: Критеріями оцінювання відповідей та виконання завдань є:
• повнота розкриття питання;
• цілісність, систематичність та аргументованість;
• логіка викладення, культура мовлення;
• аналітичні міркування, уміння робити порівняння, висновки;
• акуратність оформлення письмової роботи.
Оцінювання результатів навчання студента здійснюють відповідно до 100-бальної шкали
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Основи металургійного виробництва металів і сплавів: Підручник/Д.Ф.Чернега, В.С.Богушевський, Ю.Я.Готвянський та ін.; За ред. Д.Ф.Чернеги, Ю.Я.Готвянського.- К.: Вища шк., 2006.-503 с.
2. Готвянський Ю.Я. Фізико-хімічні та металургійні основи виробництва металів: Навч. посібник. - К.: ІЗМН, 1996.-392 с.
3. Іващенко В.П., Величко О.Г., Терещенко В.С., Чеченєв В.А. Безкоксова металургія заліза: Підручник. - Дніпропетровськ: РВА "Дніпро-ВАЛ", 2002.- 338 с.
4. Бойченко Б.М., Охотський В.Б., Харлашин П.С. Конвертерне виробництво сталі: теорія, технологія, якість сталі, конструкції агрегатів, рециркуляція матеріалів і екологія: Підручник. - Дніпропетровськ: РВА "Дніпро-ВАЛ", 2004.- 454 с.
5. Гладких В.А., Гасик М.І., Овчарук А.М., Пройдак Ю.С. Проектування і обладнання електросталеплавильних і феросплавних цехів: Підручник. - Дніпропетровськ: Системні технології, 2004.- 692 с.
6. Богушевський В.С., Чернега Д.Ф., Грабовський Г.Г. Автоматичні системи керування процесами спеціальної електрометалургії: Підручник.-К.: Техніка, 2002.- 211 с.
7. Фізична хімія: Методичні вказівки та перелік запитань для самостійної роботи з курс;. “Фізична хімія" дія студентів базового напряму 0901 "Інженерне матеріалознавство" Укд. Кочубей В.В., Ван-Чнн-Сян Ю.Я., Кондир А. І. — Львів: Видавництво Державного університету "Львівська політехніка". 2001.— 25 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).