Кристалографія та дефекти кристалічної будови

Спеціальність: Прикладне матеріалознавство
Код дисципліни: 6.132.03.O.021
Кількість кредитів: 4.50
Кафедра: Матеріалознавство та інженерія матеріалів
Лектор: Лютий Павло Ярославович, доцент, д-р. філософ
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Метою є формування у студентів знань і практичних навичок, що дозволять їм глибоко розуміти кристалічну структуру та кристалохімію сучасних матеріалів. Ці компетенції є ключовими для аналізу властивостей металів та сплавів, вивчення процесів формування їхньої структури, а також для ефективної експлуатації виробів з різноманітних матеріалів.
Завдання: Вивчення дисципліни передбачає формування у здобувачів вищої освіти: Загальні компетентності: КЗ1. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу Фахові компетентності спеціальності (КС): КС1. Здатність застосовувати відповідні кількісні математичні, наукові і технічні методи і комп'ютерне програмне забезпечення для вирішення інженерних матеріалознавчих завдань. КС 9. Здатність застосовувати сучасні методи математичного та фізичного моделювання, дослідження структури, фізичних, механічних, функціональних та технологічних властивостей матеріалів для вирішення матеріалознавчих проблем.
Результати навчання: Програмні результати навчання: ПР8. Уміти застосувати свої знання для вирішення проблем в новому або незнайомому середовищі. ПР9. Уміти експериментувати та аналізувати дані.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Хімія, Фізика, Вища математика
Короткий зміст навчальної програми: Зміст курсу охоплює внутрішню будова кристалічних речовин і її вплив на фізичні та хімічні властивості, а також класифікація твердих тіл з порівнянням аморфних і кристалічних структур. Вивчаються основи симетрії кристалів: елементи симетрії, точкові групи, сингонії, морфологія кристалів, ґратки Браве. Окрему увагу приділено методам дослідження структури кристалів, зокрема рентгеноструктурному аналізу. Розглядаються ключові поняття кристалохімії, принципи щільного укладання атомів, будова пустот, а також структурні типи неметалів, металів і інтерметалічних сполук з аналізом їх взаємозв’язку з властивостями.
Опис: Вступ до курсу: мета, завдання та міждисциплінарні зв’язки з природничими науками. Атомна й кристалічна будова твердих тіл та їх фізичні властивості. Класифікація твердих тіл: аморфні й кристалічні структури. Симетрія у природі та математиці: основа кристалічної впорядкованості. Елементи симетрії кристалів: багатогранники та формули симетрії. Точкові групи симетрії. Кристалографічні сингонії. Морфологія кристалів: прості форми та їх комбінації. Симетрія кристалічного простору. Ґратки Браве. Методи дослідження кристалічної структури: принципи рентгеноструктурного аналізу. Основи кристалохімії: структурні типи, ізоморфізм, поліморфізм і морфотропія. Тверді розчини: типи, утворення та вплив на структуру. Атомна упаковка у кристалах: принцип щільного укладання та пустоти. Будова неметалів: типові структури простих речовин. Кристалічні структури металів і природа інтерметалічних сполук. Структурні взаємозв’язки між різними типами кристалічних речовин.
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль: усне опитування, письмові звіти з лабораторних робіт, реферати за темою індивідуальних завдань (40%). Екзаменаційний контроль: письмово-усна форма (60%).
Критерії оцінювання результатів навчання: 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 - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: Л.Л. Шевченко, Кристалохімія, Вища школа, Київ (1993) – 174 с. V.K. Pecharsky, P.Y. Zavalij, Fundamentals of Powder Diffraction and Structural Characterization of Materials, Springer Science + Business Media, New York (2009) – 741 p International Tables for Crystallography, Vol. A, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht (2002) – 911 p. В.І. Павлишин, Основи кристалохімії мінералів, Видавничий центр “Київський університет”, Київ (1998) – 320 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).