Рабочая программа дисциплины Современное материаловедение для специальности 010701 «Физика», фтд факультет: Физический



Скачать 116.23 Kb.
Дата07.01.2013
Размер116.23 Kb.
ТипРабочая программа
Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»

Кафедра экспериментальной физики


«Утверждаю»

Декан физического факультета

____________ Ф. В. Титов

(подпись)

«___» ___________ 20__ г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины

Современное материаловедение

для специальности 010701 «Физика», ФТД

факультет: Физический

Курс: 4

Семестр: 7

Лекции: 18 час.

Самостоятельная работа: 18 час. Зачет: 7 семестр

Всего часов: 36 час.

Составитель: к.ф.-м.н., доцент КЭФ КемГУ Созинов С.А.

Кемерово 2010

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры


Протокол № ___ от «___» ________ 20__ г.

Зав. кафедрой _________________/ Шандаков С.Д./

(подпись, Ф.И.О.)
Одобрено методической комиссией

Протокол № ___ от «___» ________ 20 __ г.

Председатель___________________/Золотарев М.Л./

(подпись, Ф.И.О.)

Пояснительная записка к курсу «Современное материаловедение»

Цель изучения курса – приобретение знаний о закономерностях формирования свойств материалов, исходя из целенаправленного создания их различной физической структуры, а также об общности и различиях, присущих тем или иным классам материалов, что позволяет существенно расширить общетеоретический уровень подготовки студентов.

Учебные задачи дисциплины:


  • изучение свойств материалов, оказывающих решающее влияние на потребительские свойства товаров;

  • рассмотрение закономерностей формирование структуры и свойств материалов, механизма разрушения в различных условиях хранения и эксплуатации;

  • ознакомление с методами оценки и контроля качества материалов, используемых для производства товаров.

Место дисциплины в профессиональной подготовке специалистов


Настоящая дисциплина относится к циклу ФТД, предназначенных для углубленного изучения материалов, особенностей их производства, строения, потребительских свойств, а также оценки их качества и экспертизы.

Требования к уровню освоения


В результате изучения дисциплины студент должен:

  • знать основные понятия, термины, определения, объекты, средства, методы, используемые в материаловедении; классификацию материалов, основы теории строения веществ и материалов, закономерности формирования структуры и свойств металлических и неметаллических материалов.


  • уметь применять современные методы исследования свойств материалов, проводить оценку структуры материалов, устойчивости их к воздействию внешних факторов в условиях эксплуатации, хранения и транспортировки, работать с отечественными и зарубежными стандартами и иной нормативной и технической документацией, касающейся свойств товаров

Формы контроля:


1) текущий контроль:

  • подготовка докладов, рефератов, выступлений;

2) итоговый контроль – зачет:

а) зачет:

    • в форме собеседования;

Программа курса

1. Закономерности формирования структуры материалов


Материаловедение как наука. Задачи современного материаловедения. Закономерности формирования структуры материалов: строение и свойства материалов, формирование структуры и свойств материалов.

Вещество и материалы. Классификация материалов. Строение и свойства материалов

Типы связей твердых тел по характеру типа связи. Влияние типа связи на структуру и свойства материалов. Структура твердых тел. Строение кристаллических тел. Элементы кристаллографии. Кристаллические системы и упаковка атомов. Полиморфизм. Нарушение структуры. Дефекты кристаллов. Фазовый состав сплавов. Жидкие кристаллы. Методы исследования структуры кристаллов.

Аморфные твердые тела, их структура. Общие свойства аморфных веществ. Получение простых аморфных веществ.

Неметаллические материалы. Структура полимерных материалов, стекла, керамики. Ориентированное состояние материалов. Твердые растворы внедрения и замещения. Дефекты структуры. Диффузия и самодиффузия.

Многофазные материалы. Фазовые равновесия. Однокомпонентные, двухкомпонентные и трехкомпонентные системы.

Формирование структуры и свойств материалов. Поликристаллические многофазовые материалы. Кристаллизация, формы кристаллов. Твердофазные реакции. Фазовый состав материалов. Термический анализ. Влияние условий кристаллизации на структуру и свойства поликристаллических материалов.

Некристаллические твердые тела. Характеристика некристаллических материалов. Склонность к стеклообразованию. Строение и общие особенности свойств стеклообразных материалов.

Металлы. Особенности строения металлов и их свойства. Основы теории сплавов. Диаграммы состояния сплавов. Легирующие добавки. Формирование структуры металлов и сплавов. Диффузионное насыщение сплавов металлами и неметаллами.

Неметаллические материалы. Особенности свойств неметаллических материалов. Общая характеристика структуры и свойств полимеров и материалов на их основе: пластических масс, эластомеров (каучуков, резин и герметиков), клеев, лакокрасочных составов. Композиционные материалы. Древесные материалы. Неорганические материалы: стекло, керамика, ситаллы.

2. Свойства материалов


Свойства материалов: физико-механические свойства материалов, физические свойства материалов, химические свойства.

Физико-механические свойства материалов. Классификация нагружений и напряжений в материалах. Деформация. Взаимосвязь деформаций и напряжений. Упругая деформация. Закон Гука для различных видов деформаций и напряжений. Упругие свойства материалов. Модуль упругости. Диаграммы растяжения материалов. Динамические механические свойства материалов. Модуль упругости. Диаграммы растяжения материалов. Методы определения физико-механических свойств материалов.

Прочность твердых тел. Теоретическая прочность твердых тел. Реальная прочность твердых тел. Представление о дефектах и трещинах в твердых телах. Образование и рост трещин.

Концентраторы напряжений. Субмикроскопические и микроскопические трещины, кинетика их развития. Магистральные трещины. Статистическая теория разрушения твердых тел. Механические потери при разрушении твердых тел. Разрушение твердых тел при напряжениях, меньших критического. Закономерности временной и температурной зависимости прочности твердых тел. Теоретическое представление о временной зависимости прочности твердых тел. Флуктуационная теория прочности. Зависимость долговечности твердых тел от величины растягивающего напряжения и температуры. Усталость и выносливость материалов. Долговечность металлов и сплавов.

Долговечность композиционных систем. Особенности разрушения неметаллических материалов. Деформация и прочность полимерных материалов. Деформация и прочность аморфных и кристаллических твердых полимеров. Высокоэластическая деформация полимеров. Прочность и деформация линейных, пространственно структурированных полимеров в высокоэластическом состоянии.

Механизм разрушения твердых полимеров. Особенности разрушения полимерных волокон. Разрушение высокоэластических полимеров. Влияние структуры, молекулярной массы и температуры на процесс разрушения. Прочность ориентировананных материалов.

Физические свойства материалов. Геометрические характеристики (толщина, ширина, площадь, объем). Методы их измерения. Приборы и инструменты для измерения геометрических характеристик. Плотность и пористость. Материалы с открытой и закрытой пористостью. Методы измерения плотности и пористости.

Диффузионные характеристики материалов. Проницаемость и диффузия, сорбционные явления. Адсорбция. Хемосорбция. Гигроскопичность материалов. Гистерезисные явления в процессах (сорбция-десорбция). Методы исследования диффузионных и сорбционных свойств.

Теплофизические свойства материалов. Теплопроводность и теплоемкость. Термическое расширение. Температура плавления материалов. Термостойкость, теплостойкость и жаростойкость. Методы определения теплофизических свойств.

Электрические и диэлектрические свойства материалов.

Электропроводность твердых тел. Поведение свободных электронов в металлах. Связь теплопроводности и электропроводности. Проводимость полупроводников. Ионная проводимость в кристаллах. Диэлектрические и магнитные свойства твердых тел. Поляризация диэлектриков. Диэлектрические потери, диэлектрическая проницаемость, сверхпроводимость.

Полупроводниковые свойства и полупроводниковые материалы.

Поведение твердых тел в магнитном поле. Методы оценки электрических и диэлектрических свойств. Оптические свойства. Отражение, поглощение, преломление света. Яркость, интенсивность и чистота света. Белизна. Методы измерения оптических свойств материалов. Акустические свойства. Определение скорости и высоты тона звука, их взаимосвязь и количественная характеристика.

Влияние физических характеристик материалов на их технологические параметры и потребительские свойства товаров. Неразрушительные методы контроля качества материалов и изделий.

Химические свойства материалов. Устойчивость материалов к воздействию внешних факторов: влаги, кислот, щелочей, окислителей, восстановителей, излучении высокой энергии.

Химические превращения в материалах. Определение скорости химических процессов, протекающих в материалах пол воздействием внешних факторов. Химически и физически агрессивные среды. Коррозия металлов. Химическая и электрохимическая коррозия. Типы коррозионных разрушений металлов. Электрохимическая коррозия металлов в различных средах. Количественная характеристика скорости различных видов коррозии. Методы защиты металлов от коррозии. Старение полимерных материалов. Процессы, протекающие при старении полимерных материалов. Способы защиты полимерных материалов от старения.

3. Материалы, используемые для изготовления промышленных товаров


Материалы, используемые для изготовления промышленных товаров.

Конструкционные материалы. Общие требования, предъявляемые к конструкционным материалам. Конструкционная прочность материалов и критерии ее оценки. Методы повышения конструкционной прочности. Классификация конструкционных материалов. Материалы, обеспечивающие жесткость, статическую и циклическую прочность.

Материалы с особыми технологическими свойствами: улучшенной обрабатываемостью, высокой технологической пластичностью и свариваемостью.

Износостойкие материалы. Виды изнашивания. Закономерности изнашивания деталей и пути уменьшения их износа. Материалы с высокой твердостью поверхности, фрикционные и антифрикционные материалы. Инструментальные материалы. Материалы для режущих и измерительных инструментов.

Материалы с высокими упругими свойствами. Материалы с малой плотностью. Сплавы на основе алюминия и магния. Неметаллические материалы.

Материалы с высокой удельной прочностью. Титан, Бериллий и сплавы на их основе. Композиционные материалы.

Материалы устойчивые к воздействию температуры и агрессивной среды. Коррозионо-стойкие материалы. Жаростойкие материалы.

Материалы с особыми свойствами. Материалы с особыми магнитными свойствами. Ферромагнетики. Магнитно-твердые и магнитно-мягкие материалы. Материалы с особыми тепловыми и электрическими свойствами. Полупроводники. Диэлектрики.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Основная литература


  1. Бузов Б. А., Алыменкова Н. Д., Петропавловский Д. Г. Практикум по материаловедению швейного производства. – 2-е изд., стереотипное. – М. : Academia, 2004.

  2. Жихарев А. П., Краснов Б. Я., Петропавловский Д. Г. Практикум по материаловедению в производстве изделий легкой промышленности. – М. : Academia, 2004.

  3. Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности : учебник / под ред. А. П. Жихарева. – М. : Academia, 2004.


Дополнительная литература

  1. Рабек Я. Экспериментальные методы в химии полимеров : В 2-х ч. – М. : Мир, 1983.

  2. Регель В. Р., Слуцкер А. И., Томашивский Э. Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. – М. : Наука, 1974.

  3. Ристиг М. М. Основы науки о материалах : пер. с серб.-хорватского. – Киев: Наукова думка, 1984.

  4. Лактин Ю. М. Материаловедение. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Машиностроение, 1980. Кукин Г. Н., Соловьев А. Н. Текстильное материаловедение. – М. : Леспромбумиздат, 1985.



Контрольно-измерительные материалы

Вопросы к зачету по дисциплине


  1. Вещество и материалы. Классификация материалов.

  2. Агрегатные, физические и фазовые состояния веществ и материалов.

  3. Типы связей в твердых телах и классификация твердых тел по характеру типа связи.

  4. Пространственная решетка кристаллов. Виды элементарных ячеек.

  5. Полиморфизм, аллотропия.

  6. Структура аморфных тел.

  7. Металлы и их структура и основные свойства.

  8. Сплавы. Классификация сплавов.

  9. Сплавы – твердые растворы и сплавы – химические соединения. Их Структура и свойства. Эвтектики.

  10. Термический и дифференциально-термический анализ.

  11. Принцип построения диаграммы состояния сплавов металлов.

  12. Диаграмма состояния сплава железо – углерод.

  13. Процесс кристаллизации твердых тел.

  14. Технологические приемы получения сплавов.

  15. Физико-механические свойства материалов.

  16. Взаимосвязь между физико-механическими свойствами материалов и их физической структурой.

  17. Прочные и деформационные свойства материалов. Диаграмма растяжения материалов.

  18. Теоретическая и техническая (реальная) прочность материалов.

  19. Статистическая теория прочности твердых тел.

  20. Долговечность материалов.

  21. Кинетическая (флуктуакционная) теория прочности твердых тел.

  22. Теплофизические свойства материалов. Методы их определения.

  23. Диффузия. Методы ее определения.

  24. Электрические и диэлектрические свойства материалов.

  25. Химические свойства материалов.

  26. Химическая и электрохимическая коррозия металлов. Ее виды.

  27. Количественная характеристика скорости коррозионных процессов.

  28. Способы защиты металлов от коррозии.

  29. Старение полимерных материалов. Виды старения. Методы защиты материалов от старения.

  30. Конструкционные материалы. Конструкционная прочность материалов.

  31. Материалы, обеспечивающие жесткость, статическую и циклическую прочность.

  32. Материалы с особыми технологическими свойствами.

  33. Износостойкие материалы.

  34. Антифрикционные и фрикционные материалы.

  35. Материалы с высокими упругими свойствами.

  36. Материалы с малой плотностью и высокой удельной прочностью.

  37. Материалы устойчивые к взаимодействию температур и рабочей среды. Жаростойкие и коррозионно-устойчивые материалы.

Дополнения и изменения к рабочей программе

Сведения о переутверждении рабочей программы на текущий учебный год и регистрация изменений





изменения

Учебный год

Содержание изменений

Преподаватель- разработчик программы

Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры


Внесенные изменения утверждаю:

декан факультета














Протокол №_____

«__» _____ 20__ г.
















Протокол №_____

«__» _____ 20__ г.
















Протокол №_____

«__» _____ 20__ г.
















Протокол №_____

«__» _____ 20__ г.
















Протокол №_____

«__» _____ 20__ г.




Примечание:
Тексты изменений прилагаются к тексту рабочей программы обязательно.

В случае отсутствия изменений и дополнений вместо содержания изменений вносится запись «Принята без изменений».

Похожие:

Рабочая программа дисциплины Современное материаловедение для специальности 010701 «Физика», фтд факультет: Физический iconРабочая программа дисциплины основы квантовой электродинамики. (дисциплина специализации)
«Общие математические и естественнонаучные дисциплины»; раздел «Федеральный компонент»; основная образовательная программа специальности...
Рабочая программа дисциплины Современное материаловедение для специальности 010701 «Физика», фтд факультет: Физический iconРабочая программа дисциплины проблема связанных состояний в квантовой теории поля (дисциплина специализации)
«Общие математические и естественнонаучные дисциплины»; раздел «Федеральный компонент»; основная образовательная программа специальности...
Рабочая программа дисциплины Современное материаловедение для специальности 010701 «Физика», фтд факультет: Физический iconУчебно-методический комплекс по дисциплине информатика (название дисциплины в соответствии с учебным планом) Для специальности 010701 «Физика», направления 050400 «Физика»
Требования государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (Специальность 010701 – физика) к обязательному...
Рабочая программа дисциплины Современное материаловедение для специальности 010701 «Физика», фтд факультет: Физический iconРабочая программа дисциплины теоретическая механика и механика сплошных сред блок «Общие математические и естественнонаучные дисциплины»
«Общие математические и естественнонаучные дисциплины»; раздел «Федеральный компонент»; основная образовательная программа специальности...
Рабочая программа дисциплины Современное материаловедение для специальности 010701 «Физика», фтд факультет: Физический iconУчебно-методический комплекс по дисциплине Физика Конденсированного Состояния Для специальности 010701 Физика
Требования государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (Специальность 010701 – физика) к обязательному...
Рабочая программа дисциплины Современное материаловедение для специальности 010701 «Физика», фтд факультет: Физический iconРабочая программа дисциплины «нелинейные уравнения математической физики»
Требования к разделам программы определяются государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования к уровню...
Рабочая программа дисциплины Современное материаловедение для специальности 010701 «Физика», фтд факультет: Физический iconРабочая программа для специальностей: 010701 «Физика», 010704 «Физика конденсированного состояния»
Рабочая программа согласована с выпускающими кафедрами и соответствует действующему учебному плану физического факультета, утвержденному...
Рабочая программа дисциплины Современное материаловедение для специальности 010701 «Физика», фтд факультет: Физический iconПрограмма дисциплины по кафедре «Физика» Квантовая теория Утверждена научно-методическим советом университета для подготовки по специальности 010701 «Физика»
Целью курса является формирование у студентов базовых знаний по квантовой механике, ознакомление их с ее математическим аппаратом...
Рабочая программа дисциплины Современное материаловедение для специальности 010701 «Физика», фтд факультет: Физический iconУчебно-методический комплекс по дисциплине Квантовая теория Для специальности 010701 Физика
Требования государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (Специальность 010701 – физика) к обязательному...
Рабочая программа дисциплины Современное материаловедение для специальности 010701 «Физика», фтд факультет: Физический iconУчебно-методический комплекс по дисциплине Векторный и тензорный анализ Для специальности 010701 Физика
Требования государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (Специальность 010701 – физика) к обязательному...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org