Методи дослідження структури і властивостей матеріалів та виробів

Спеціальність: Ливарні технології
Код дисципліни: 6.G10.03.O.032
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Матеріалознавство та інженерія матеріалів
Лектор: Лютий Павло Ярославович, доцент, д-р. філософ.
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Метою вивчення навчальної дисципліни є формування у студентів ґрунтовних знань про основи та принципи методів дослідження структурних характеристик і фізичних властивостей матеріалів. Ознайомлення з особливостями цих властивостей у залежності від класу матеріалу , його фазового стану, ступеня кристалічності, наявності дефектів та мікроструктурних особливостей. Опанування підходів до аналізу структури матеріалів та вивчають, як зміна структури впливає на функціональні властивості, що має важливе значення для їх практичного застосування у техніці, промисловості та новітніх технологіях.
Завдання: Відповідно до освітньої програми, вивчення дисципліни спрямоване на формування фахових компетентностей спеціалізації, необхідних для розуміння принципів створення, дослідження та застосування наноматеріалів у сучасному матеріалознавстві: Фахові компетентності спеціалізації (ФКС): 1.1. Здатність за допомогою нормативно–технічних документів, в умовах лабораторії дати комплексну оцінку матеріалу щодо їх відповідності вимогам. 1.3. Здатність використовуючи відомості щодо технології виробництва матеріалу та виробу, за допомогою певних положень та науково–технiчної лiтератури, в умовах лабораторії або контрольного підрозділу цеху прогнозувати можливі види дефектів та визначати засоби їх виявлення. 1.6. Здатність під час підготовки виробництва розраховувати температурні поля у виробі під час його нагрівання або охолодження та поля напружень у виробі, виконувати розрахунки динаміки розвитку дифузійних процесів розподілу компонентів в об’ємі виробу та інших супутних явищ. 1.7. Здатність застосовувати знання сучасних методів дослідження матеріалів для вирішення матеріалознавчих завдань.
Результати навчання: Відповідно до освітньої програми, вивчення дисципліни забезпечує формування таких результатів навчання: Знання (ЗН); Умінь (УМ) 2. Знання й розуміння інженерних наук, які лежать в основі прикладного матеріалознавства, на рівні, необхідному для досягнення інших результатів програми, у тому числі достатня обізнаність в їх останніх досягненнях. 8. Засвоєння основних положень теорії хімічних процесів, електрохімії та хімічної кінетики, кристалографії, законів теплопровідності та фізичних механізмів дифузії. 11. Знання технологічних процесів виготовлення, оброблення, випробування матеріалів та виробів, методів їх проектування і впровадженн 2. Уміння кваліфіковано вибирати матеріали та керувати їх властивостями для виготовлення виробів різного призначення 6. Уміння обирати і застосовувати придатні типові методи досліджень (аналітичні, розрахункові, моделювання, експериментальні); правильно інтерпретувати результати таких досліджень та робити висновки
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Пререквізити: 1. Матеріалознавство. 2. Теорія будови сплавів. 3. Фізика 4. хімія
Короткий зміст навчальної програми: Курс знайомить студентів з основами будови та властивостей матеріалів, їх поділом на конструкційні й функціональні, а також методами дослідження структури та фізичних характеристик. Розглядаються електронна будова атомів, типи хімічного зв’язку та основи кристалографії: кристалічні ґратки, сингонії, атомні координати, густина, щільноупаковані структури. Особливу увагу приділено рентгенівському аналізу та методу Рітвельда. Також вивчаються магнітні, електричні, термоелектричні властивості та відповідні методи їх вимірювання. Розглядаються сучасні температурні сенсори і методи аналізу фазових переходів: ДТА, ДСК, дилатометрія.
Опис: Вступ. Значення та завдання курсу. Класифікація матеріалів на конструкційні та функціональні. Електронна структура атомів. Типи хімічного зв’язку. Основи кристалографії: сингонії, кристалічні ґратки, координати атомів. Формульна одиниця. Розрахунок теоретичної густини матеріалів. Щільноупаковані структури. Атомний пакувальний фактор. Підготовка зразків для рентгенівських досліджень. Рентгенівський фазовий аналіз: методика, можливості, обчислення орієнтації та напруження. Метод Рітвельда в структурному аналізі. Магнітні матеріали та методи дослідження їх властивостей. Електричні властивості. Термоелектричні ефекти: Зеебека, Пельтьє, Томсона. Вимірювання електрорушійної сили. Температурні давачі: термопари, термометри опору, болометри, пірометри, датчики Холла. Методи визначення температур фазових перетворень: ДТА, ДСК, дилатометрія.
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: Прохоренко В.Я. Будова металевих розплавів, механізми кристалізації та дифузії. Конспект лекцій з дисципліни «Фізичне матеріалознавство». Львів: Вид. ЛПІ, 1993.- 68с. Прохоренко В.Я., Паздрій І.П. Фізичні властивості металів. - Львів: Вища школа, 1976. – 94с Pecharsky, Vitalij K., and Peter Y. Zavalij. Fundamentals of Powder Diffraction and Structural Characterization of Materials. Boston: Kluwer Academic Publishers, 2003
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).