Правительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"
Московский институт электроники и математики Национального
исследовательского университета "Высшая школа экономики"
Факультет электроники и телекоммуникаций
Программа дисциплины
"Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем"
для специальности 210602.65 «Наноматериалы» подготовки специалиста
Автор программы:
Бондаренко Г.Г., д.ф.-м.н.,профессор, gbondarenko@hse.ru
Одобрена на заседании кафедры «Микросистемная техника, материаловедение и технологии» «___»____________ 2013г
Зав. кафедрой:
В.П.Кулагин
Рекомендована секцией УМС [Введите название секции УМС] «___»____________ 20 г
Председатель [Введите И.О. Фамилия]
Утверждена УС факультета [Введите название факультета] «___»_____________20 г.
Ученый секретарь [Введите И.О. Фамилия] ________________________ [подпись]
Москва, 2013
Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.
I. Пояснительная записка
Курс «Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем» читается студентам четвертого курса обучения специальности 210602.65 «Наноматериалы» факультета электроники и телекоммуникаций МИЭМ НИУ ВШЭ. Общая продолжительность курса составляет 17 недель. Курс проводится в осеннем семестре (сентябрь – декабрь) по 3 часа в неделю.
Количество лекций (часы): 34
Количество практических занятий (часы): 17.
Кроме того, учебным планом предусмотрено написание студентами реферата и выполнение домашнего задания.
Цель и задачи курса
Цель курса «Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем» заключается в том, чтобы дать студентам углубленное представление об инициированных высокоэнергетическими излучениями процессах деградации и модифицировании структуры и свойств материалов, а также формировании и эволюции под действием радиации новых структурных фаз и систем, в частности низкоразмерных систем, их уникальных свойствах и радиационной стойкости.
Для достижения поставленной цели реализуются следующие задачи:
- раскрывается специфика поведения конструкционных и функциональных материалов, в частности наноматериалов, в поле воздействия ионизирующих излучений экономико-социологического подхода;
- рассматриваются основные направления повышения радиационной стойкости материалов, в том числе наноматериалов в современной экономической социологии;
- демонстрируются разнообразные примеры использования низкоразмерных систем в современных радиационностойких приборах и устройствах электронной и космической техники, атомной и термоядерной энергетики.
Формы контроля
Курс «Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем» предполагает текущий и рубежный контроль. В качестве текущего контроля выступают домашняя работа и реферат, рубежного контроля – устный экзамен.
Структура итоговой оценки
Кумулятивная оценка складывается из трех элементов:
работа на практических занятиях — 20%:
активность и участие в обсуждении результатов практических работ;
защита теоретической и практической частей работы.
домашнее задание — 20%:
письменная домашняя работа;
реферат — 20%:
полнота раскрытия темы;
оформление (электронный и бумажный вариант);
защита теоретической части реферата.
– экзамен — 40%:
устные ответы на вопросы экзаменационного билета.
II. Тематический план учебной дисциплины
№
|
Название темы
|
Лекции (час.)
|
Практические занятия (час.)
|
Самостоятельная работа (час.)
|
11
|
Радиационно-индуцированные структурные повреждения в кристаллических материалах
|
2
|
4
|
6
|
22
|
Радиационно-индуцированные и радиационно-стимулированные фазовые превращения в материалах
|
2
|
-
|
2
|
33
|
Влияние высокоэнергетических излучений на электрические и магнитные свойства неорганических материалов
|
2
|
-
|
2
|
44
|
Изменение механических свойств конструкционных и функциональных материалов под действием высокоэнергетических излучений
|
2
|
-
|
2
|
55
|
Радиационная стойкость конструкционных и функциональных материалов атомной и термоядерной энергетики
|
4
|
4
|
8
|
66
|
Радиационная стойкость материалов космической техники
|
2
|
4
|
6
|
77
|
Радиационная стойкость материалов электронной техники
|
2
|
-
|
2
|
88
|
Радиационная обработка и модифицирование материалов.
|
2
|
-
|
2
|
99
|
Радиационные методы получения низкоразмерных систем
|
4
|
-
|
4
|
110
|
Матричный синтез наноструктур
|
2
|
-
|
2
|
111
|
Радиационно-стимулированные и радиационно-индуцированные процессы в низкоразмерных системах
|
2
|
-
|
2
|
112
|
Радиационная стойкость низкоразмерных систем
|
2
|
-
|
2
|
113
|
Радиационно-синтезированные низкоразмерные системы для наноэлектроники
|
2
|
-
|
2
|
114
|
Наноматериалы для космической техники
|
2
|
5
|
7
|
115
|
Наноматериалы для ядерной энергетики
|
2
|
-
|
2
|
|
Всего
|
34
|
17
|
51
|
III. СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
Тема 1. Радиационно-индуцированные структурные повреждения в кристаллических материалах.
Образование структурных повреждений в кристаллических материалах под действием высокоэнергетических ионизирующих излучений (нейтроны, легкие и тяжелые ионы, электроны, гамма-кванты). Оценка радиационной повреждаемости структуры, расчет сна (числа смещений на атом) в облученных материалах. Процессы радиационно-ускоренной диффузии и радиационно-индуцированной сегрегации в сплавах. Самовосстанавливающиеся при облучении потеющие сплавы.
Тема 2. Радиационно-индуцированные и радиационно-стимулированные фазовые превращения в материалах.
Влияние облучения на распад пересыщенных твердых растворов. Фазообразование по нуклеационному (зародышевому) и спинодальному механизмам в облученныз сплавах. Радиационно-индуцированные, радиационно-модифицированные и радиационно-ускоренные фазы. Рост и растворение выделений при облучении. Процессы упорядочения м разуполрядочения в облученных сплавах. Факторы, влияющие на фазовую стабильность материалов при облучении.
Тема 3. Влияние высокоэнергетических излучений на электрические и магнитные свойства неорганических материалов.
Воздействие электронного, протонного, нейтронного излучений, реакторного облучения, излучений радиационных поясов Земли на электрические свойства металлов, полупроводников, изоляторов. Радиационно-стимулированное изменение электрических свойств резисторных материалов. Влияние электронного, протонного, нейтронного излучений на сверхпроводящие материалы, изменение температуры перехода в сверхпроводящее состояние. Изменение электрических свойств полупроводников и полупроводниковых соединений при воздействии излучений. Радиационно-индуцированная электризация диэлектриков. Изменение магнитных свойств материалов при воздействии излучений.
Тема 4. Изменение механических свойств конструкционных и функциональных материалов под действием высокоэнергетических излучений.
Изменение прочности и пластичности материалов при облучении. Влияние облучения на кривые упрочнения металлов и сплавов. Механизмы радиационного упрочнения материалов. Радиационная ползучесть металлов и сплавов. Основные закономерности и теоретические модели радиационной ползучести, способы ее подавления.
Тема 5. Радиационная стойкость конструкционных и функциональных материалов атомной и термоядерной энергетики.
Основные требования к материалам для ядерных и термоядерных реакторов. Охрупчивание реакторных материалов при нейтронном облучении. Низкотемпературное и высокотемпературное охрупчивание (НТРО и ВТРО). Способы подавления радиационного охрупчивания легированием и пластической деформацией. Радиационное распухание материалов, его основные закономерности и методы подавления. Поверхностная радиационная стойкость материалов для термоядерной энергетики. Радиационная эрозия поверхности реакторных материалов при распылении и блистеринге, способы ее подавления. Защитные покрытия, применяемые на первой стенке термоядерного реактора; материалы защитных покрытий (графиты, пирографиты, карбиды и др.). Способы нанесения защитных покрытий. Материалы для дивертора токамака. Проблема создания малоактивируемых материалов (материалов с быстрым спадом наведенной радиоактивности) для использования в конструкциях атомной и термоядерной энергетики.
Тема 6. Радиационная стойкость материалов космической техники.
Проблема радиационной стойкости конструкционных и функциональных материалов космической техники. Физическое и химическое распыление поверхности космических аппаратов под действием кислородной плазмы, протонного и метеорного потоков, ускоренных частиц собственной атмосферы. Радиационная стойкость оптических и терморегулирующих покрытий космических аппаратов. Радиационная стойкость кремниевых солнечных батарей. Радиационная стойкость полимерных материалов. Радиационная стойкость графитов. Радиационная стойкость стекол. Накопление электростатического заряда на поверхности космических аппаратов и способы борьбы с этим явлением.
Тема 7. Радиационная стойкость материалов электронной техники.
Радиационная стойкость металлических материалов электровакуумных приборов и элементов электронных схем. Радиационная стойкость керамических материалов электронной техники. Радиационная стойкость изоляционных материалов. Радиационная стойкость графитов и карбидных материалов. Радиационная стойкость магнитных материалов.
Тема 8. Радиационная обработка и модифицирование материалов.
Ионное легирование и его применение в машиностроении, электронной технике, авиационной, химической и других отраслях промышленности. Радиационное легирование. Ионно-ассистированное нанесение покрытий для улучшения эксплуатационных свойств материалов – прочностных, трибологических, усталостных, коррозионных и др. Использование ядерных реакций для легирования полупроводниковых материалов. Радиационная обработка металлических, полупроводниковых и диэлектрических материалов с целью их модифицирования и придания им специальных свойств.
Тема 9. Радиационные методы получения низкоразмерных систем.
Ионный синтез. Особенности процесса ионного синтеза, требуемые режимы (энергия ионов, дозы имплантации, ориентационные условия облучения, распределение пробегов имплантированных ионов, пострадиационный фотонный импульсный отжиг). Ионный синтез соединений A3B5 в кремниевой матрице. Ионный синтез слоев переходных металлов в кремнии. Ионное распыление. Формирование наноразмерных структур при ионном распылении поверхности полупроводников. Влияние параметров облучения на особенности формирования наноразмерных структур при ионном распылении подложек (вариация ускоряющего напряжения, угла падения ионов). Морфология поверхности при ионном распылении. Лазерное облучение. Формирование фуллеренов при лазерном испарении графитов. Получение углеродных нанотрубок при термическом распылении графита лазерным облучением. Использование импульсных лазерных методов для получения наноструктур. Ударно-волновой синтез нанокластеров при воздействии на металлы лазерных гигантских импульсов. Плазменные методы в технологии создания наноразмерных структур. Плазменные методы создания поверхностных периодических наноструктур.
Тема 10. Матричный синтез наноструктур.
Ядерные фильтры, их получение и применение в различных областях науки и техники. Использование ядерных мембран для создания нанопроволок. Режимы процесса создания нанопроволок (энергия и плотность потока тяжелых ионов при облучении полимерных пленок, особенности травления полимерных пленок, электролиза и заполнения нанопор различными металлами). Структура нанопроволок, созданных матричным синтезом, их свойства и области применения.
Тема 11. Радиационно-стимулированные и радиационно-индуцированные процессы в низкоразмерных системах.
Эффект самоорганизации наноструктур, созданных методом ионного синтеза, механизмы самоорганизации. Самоорганизация, обусловленная накоплением радиационных дефектов. Самоорганизация и нестабильность дефектной системы в полупроводниках под облучением. Формирование сверхрешеток в распределении плотности дефектов при облучении бинарных соединений. Сравнение особенностей самоорганизации в полупроводниках и металлах. Формирование квантовых точек и квантовых проволок, созданных радиационными методами, модели их формирования. Форма и упорядочение квантовых точек.
Тема 12. Радиационная стойкость низкоразмерных систем.
Радиационная стойкость кристаллов с квантовыми точками. Радиационная стойкость полупроводниковых соединений A3B5 для наноразмерной фотоэлектроники.
Тема 13. Радиационно-синтезированные низкоразмерные системы для наноэлектроники.
Получение квантовых точек в пленках SiO2 из монокристаллических кремния и германия при ионной имплантации. Оптические и люминесцентные свойства облученных пленок SiO2. Самооорганизованные квантовые точки Si-Ge, получаемые методом ионного синтеза. Свойства самоорганизованных SiGe – наноструктур; механизм вязкого течения материала при наличии радиационных дефектов. Энергозависимая память на нанокристаллах, синтезированных ионными пучками. Использование захороненных слоев нанокристаллов, созданных ионным синтезом, для хранения заряда в устройствах флэш-памяти. Особенности дисилицида кобальта как материала для наноэлектроники – высокая проводимость, высокая температурная стабильность, хорошая сопрягаемость с решеткой кремния. Наноструктурированные слои дисилицида кобальта в кремнии, образующиеся при бомбардировке кремния ионами кобальта и внедрении ионов кобальта в кремниевую подложку. Самоорганизованные и самоподобные наноразмерные структуры из силицида кобальта в кремнии, полученные ионным синтезом. Квантовые проволоки и квантовые точки дисилицида кобальта, полученные ионным синтезом, их применение в ультрабольших интегральных схемах, биполярных транзисторах и др.
Тема 14. Наноматериалы для космической техники.
Наноматериалы в ракетно-космической технике, их физико-химические свойства и радиационная стойкость. Композиционные наноматериалы (на основе TiN/MoS2, TiB2/MoS2, WС/ аморфный углерод / WS2 и др.) для аэрокосмической техники – получение магнетронным или лазерным облучением и свойства. Модифицирование наночастицами полимерных материалов, предназначенных для использования в космической технике. Создание нанопокрытий для солнечных панелей с высоким к.п.д.
Тема 15. Наноматериалы для ядерной энергетики.
Модифицирование материалов отражателей и размножителей нейтронов наночастицами. Пористый бериллий, модифицированный нанокластерами, его свойства. Использование нанокристаллических материалов для создания малораспухаемых оболочечных и топливных материалов тепловыделяющих элементов ядерных реакторов.
IV. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
№ п/п
|
№ темы
курса
|
Наименование практических занятий
|
Трудо-емкость
(часы)
|
1.
|
1
|
Влияние радиации на сегрегацию в металлических сплавах
|
4
|
2.
|
5
|
Радиационный блистеринг
|
4
|
3.
|
6
|
Распыление материалов при ионной бомбардировке
|
4
|
4.
|
14
|
Исследование поверхности функциональных наноматериалов для космической техники методом атомно-силовой микроскопии
|
2
|
5.
|
14
|
Изучение топографии поверхности функциональных наноматериалов для космической техники методом сканирующей туннельной микроскопии
|
3
|
V. Темы рефератов
1. Влияние нейтронного облучения на структуру металлических сплавов.
2. Влияние электронного облучения на структуру металлических сплавов.
3. Влияние нейтронного облучения на структуру полупроводниковых материалов.
4. Влияние электронного облучения на структуру полупроводниковых материалов.
5. Воздействие факторов космического пространства на структуру и физико-механические свойства материалов космической техники.
6. Воздействие реакторного облучения на физико-механические свойства материалов.
7. Радиационно-стимулированная диффузия в материалах.
8. Радиационно-индуцированная сегрегация компонентов в сплавах.
9. Низкотемпературное радиационное охрупчивание материалов.
10. Высокотемпературное радиационное охрупчивание материалов.
11. Радиационное распухание материалов и методы его подавления.
12. Радиационная стойкость полимерных материалов.
13. Радиационная стойкость графитов.
14. Плазменные методы создания поверхностных периодических наноструктур.
15. Матричный синтез наноструктур.
16. Самоорганизация наноструктур при облучении.
17. Радиационная стойкость наноразмерных систем.
18. Наноразмерные системы для наноэлектроники, полученные радиационными методами.
19. Наноматериалы для защиты от электромагнитного излучения.
20. Наноматериалы для космической техники.
21. Наноматериалы для ядерной энергетики.
VI. Варианты домашних заданий
Домашнее задание №1
Оцените радиационную повреждаемость алюминия (в сна – количестве смещений на атом) при его облучении протонами с энергией 3 МэВ (плотность тока пучка 1∙1014 см-2∙с-1, время облучения – 15 часов).
Указание:
а) необходимо подробно изложить алгоритм расчета сна;
б) для расчета сечения дефектообразования необходимо выбрать потенциал взаимодействия и обосновать этот выбор;
в) взять пороговую энергию смещения атома Еd = 15 эВ.
Домашнее задание № 2
Оцените радиационную повреждаемость меди (в сна – количестве смещений на атом) при ее облучении электронами с энергией 2,5 МэВ (плотность тока пучка 1∙1015 см-2∙с-1, время облучения – 20 часов).
Указание:
а) необходимо подробно изложить алгоритм расчета сна;
б) для расчета сечения дефектообразования необходимо выбрать потенциал взаимодействия и обосновать этот выбор;
в) взять пороговую энергию смещения атома Еd = 25 эВ.
Домашнее задание № 3
Оцените радиационную повреждаемость ванадия (в сна – количестве смещений на атом) при его облучении нейтронами с энергией 1 МэВ (плотность тока пучка 5∙1013 см-2∙с-1, время облучения – 30 лет).
Указание:
а) необходимо подробно изложить алгоритм расчета сна;
б) для расчета сечения дефектообразования необходимо выбрать потенциал взаимодействия и обосновать этот выбор;
в) взять пороговую энергию смещения атома Еd = 35 эВ.
Домашнее задание № 4
Оцените радиационную повреждаемость вольфрама (в сна – количестве смещений на атом) при его облучении ионами гелия с энергией 100 кэВ (плотность тока пучка 1∙1014 см-2∙с-1, время облучения – 10 часов).
Указание:
а) необходимо подробно изложить алгоритм расчета сна;
б) для расчета сечения дефектообразования необходимо выбрать потенциал взаимодействия и обосновать этот выбор;
в) взять пороговую энергию смещения атома Еd = 40 эВ.
Домашнее задание № 5
Оцените радиационную повреждаемость титана (в сна – количестве смещений на атом) при его облучении ионами кобальта с энергией 2 МэВ (плотность тока пучка 5∙1011 см-2∙с-1, время облучения – 6 часов).
Указание:
а) необходимо подробно изложить алгоритм расчета сна;
б) для расчета сечения дефектообразования необходимо выбрать потенциал взаимодействия и обосновать этот выбор;
в) взять пороговую энергию смещения атома Еd = 18 эВ.
Домашнее задание № 6
Оцените радиационную повреждаемость цинка (в сна – количестве смещений на атом) при его облучении гамма-квантами с энергией 2 МэВ (плотность тока пучка 5∙1014 см-2∙с-1, время облучения – 100 часов).
Указание:
а) необходимо подробно изложить алгоритм расчета сна;
б) для расчета сечения дефектообразования необходимо выбрать потенциал взаимодействия и обосновать этот выбор;
в) взять пороговую энергию смещения атома Еd = 27 эВ;
г) взять величину конверсионного фактора k = 4∙10 -3.
Домашнее задание № 7
Рассчитайте коэффициент распыления кремния ионами аргона с энергией 1 кэВ.
Указание:
а) необходимо подробно изложить алгоритм расчета;
б) для расчета можно воспользоваться импульсной теорией Зигмунда;
в) энергию сублимации взять равной 4 эВ.
Домашнее задание № 8
Оцените радиационную повреждаемость никеля (в сна – количестве смещений на атом) при его облучении ионами никеля с энергией 40 кэВ (плотность тока пучка 1∙1013 см-2∙с-1, время облучения – 6 часов).
Указание:
а) необходимо подробно изложить алгоритм расчета сна;
б) для расчета сечения дефектообразования необходимо выбрать потенциал взаимодействия и обосновать этот выбор;
в) взять пороговую энергию смещения атома Еd = 22 эВ.
VII. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
а) основная рекомендуемая литература:
1. Акишин А.И., Бондаренко Г.Г., Быков Д.В. и др. Физика воздействия концентрированных потоков энергии на материалы. Учебник. М., УНЦ ДО МГУ, 2004, 418 с.
2. Материаловедение. Учебник для студентов втузов (под ред. Г.Г.Бондаренко). М., Высшая школа, 2007, 357 с.
3. Анциферов В.Н., Бездудный Ф.Ф., Бондаренко Г.Г. и др. Новые материалы (под ред. Ю.С.Карабасова). М., МИСиС, 2002, 736 с.
4. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М., ФИЗМАТЛИТ, 2005, 416 с.
5. Старостин В.В.Материалы и методы нанотехнологии. Учебное пособие. М., БИНОМ. Лаборатория знаний,.2008, 431 с.
6. Андриевский Р.А., Рагуля А.В. Наноструктурные материалы. Учебное пособие. М., Издательский центр «Академия», 2005, 192 с.
б) дополнительная литература
1. Паршин А.М., Тихонов А.Н., Бондаренко Г.Г. и др. Радиационная повреждаемость конструкционных материалов. СПб, изд-во СПбГТУ, 2000, 296с.
2. Бондаренко Г.Г. Заболотный В.Т., Диагностика дефектов, создаваемых потоками высокоэнергетических частиц в материалах. М., МИЭМ, 2003, 34 с.
3. Бондаренко Г.Г. Радиационный блистеринг материалов (учебное пособие). М., МИЭМ, 1986, 80с.
4. Бондаренко Г.Г., Кучерявый С.И. Радиационно-стимулированные процессы в металлах и сплавах(учебное пособие). М., МИЭМ, 1990, 85с.
5. Бондаренко Г.Г., Заболотный. В.Т. Поверхностные радиационные повреждения материалов. М., МИЭМ, 2003, 30с.
6. Паршин А.М., Тихонов А.Н., Бондаренко Г.Г. и др. Хрестоматия и специальные вопросы металловедения. СПб, изд-во СПбГТУ, 1998, 304 с.
7. Суздалев И.П. Нанотехнология: физикохимия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. – М.: КомКнига, 2006. – 592 с.
8. Рыжонков Д.И., Лёвина В.В., Дзидзигури Э.Л. Наноматериалы. Учебное пособие.М., БИНОМ. Лаборатория знаний.2008,365с.
9. Пул Ч., Оуэнс Ф. Нанотехнологии. Мир материалов и технологий. М., Техносфера, 2004, 328 с.
10. Солнцев Ю.П., Пряхин Е.И. Нанотехнологии и специальные материалы. Учебное пособие. СПб, ХИМИЗДАТ, 2007, 176с.
11. Герасименко Н.Н., Пархоменко Ю.Н. Кремний – материал наноэлектроники. М., Техносфера, 2007, 352 с.
12.Марголин В.И., Жабреев В.А., Тупик В.А. Физические основы микроэлектроники. Учебник для втузов. М., издательский центр «Академия», 2008, 400с.
13. Кобаяси Н. Введение в нанотехнологию (пер. с японск.). М., БИНОМ. Лаборатория знаний. 2005, 134с.
14.Лозовский В.Н..Константинова Г.С., Лозовский С.В. Нанотехнологии в электронике. Введение в специальность. СПб, Лань, 2005, 336с.
15. Нанотехнологии в электронике (под ред. Ю.А.Чаплыгина). М., Техносфера, 2005,448с.
16. Гречихин Л.И. Физика наночастиц и нанотехнологий. Общие основы, механические, тепловые и эмиссионные свойства. Минск, УП «Технопринт», 2004, 399с.
в) учебно-методические материалы
1. Бондаренко Г.Г. Специальное материаловедение. М., МИЭМ, 1987, 78с.
2. Бондаренко Г.Г. Электронномикроскопическое исследование скоплений радиационных дефектов, образованных при ионной бомбардировке материалов (методические указания). М., МИЭМ, 1985, 18с.
3. Бондаренко Г.Г. Блистеринг-эффект в твердых телах (методические указания). М, МИЭМ, 1979, 19с.
4. Бондаренко Г.Г. Распыление материалов при ионной бомбардировке (методические указания). М., МИЭМ, 1984, 32с.
5.Бондаренко Г.Г. Влияние радиации на сегрегацию в металлических сплавах (методические указания). В кн. Бондаренко Г.Г. Специальное материаловедение. М., МИЭМ, 1987, 78с.
5. Костин К.А. Методические указания к работе «Изучение топографии поверхности функциональных наноматериалов для космической техники методом сканирующей туннельной микроскопии». М., МИЭМ, 2010, 15с.
6. Костин К.А. Методические указания к работе «Исследование поверхности функциональных наноматериалов для космической техники методом атомно-силовой микроскопии». М., МИЭМ, 2010, 18с.
VIII. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
- лаборатория изучения физико-механических свойств и структуры материалов кафедры «Материаловедение электронной техники». Перечень оборудования: установки для измерения твердости по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу, установка для измерения микротвердости ПМТ-3, лазерная установка ГОС-1001, прибор для измерения комплекса механических свойств материалов, микроскопы оптические; просвечивающий электронный микроскоп, эмиссионный электронный микроскоп, растровый электронный микроскоп EVO 40 “ZEISS”.с рентгеновской приставкой для элементного анализа, сканирующий зондовый микроскоп СММ-2000, участок термической обработки; прибор для исследования теплопроводности материалов, проекционный телевизор с компьютерным управлением.
IХ. Методические рекомендации по организации обеспечения дисциплины
Практические занятия предусматривают освоение экспериментального оборудования, элементарных приемов работы на нем, измерительных средств и методик определения характеристик материалов. обработку и интерпретацию экспериментальных данных. В некоторые практические занятия целесообразно включать элементы научных исследований, которые потребуют углубленной самостоятельной проработки теоретического материала.
По результатам занятия преподаватель оценивает активность каждого студента при выполнении практического задания и проводит опрос по теоретической и практической частям работы.
При проведении практических занятий необходимо создать условия для максимально возможного самостоятельного выполнения работ. Поэтому при проведении практического занятия преподавателю рекомендуется:
- провести экспресс-опрос по теоретическому материалу, необходимому для выполнения работы;
- оценить работу студента в лаборатории и полученные им данные;
- проверить подготовленный по результатам работы отчет и принять защиту студентом теоретической и практической частей работы.
Реферат выполняется студентом по теме, заданной преподавателем. При его выполнении студент освамвает работу с научно-технической литературой, библиографическими каталогами, реферативными журналами. При написании реферата студентом раскрывается сущность описываемой проблемы, ее современное состояние, оценивается влияние эксплуатационных факторов на исследуемые свойства материалов, обсуждаются различные способы их улучшения. Объем реферата – 15-25 страниц (шрифт Times New Roman; 1,5 интервала). Критерии оценки реферата – степень раскрытия заданной темы, освоение литературы, оформление работы, уровень понимания сущности и современного состояния описываемой проблемы (определяется в результате защиты реферата).
Домашнее задание выдается каждому студенту индивидуально и заключается в решении задач практического характера (см. раздел VI).. При этом необходимые для выполнения задания параметры (например, тип бомбардирующей частицы, облучаемый материал, параметры облучения и др.) задаются преподавателем. В отдельных случаях преподаватель прилагает к заданию дополнительные руководящие указания, облегчающие работу студента (как, например, в задании №7, см. раздел VI : «Для расчета можно воспользоваться импульсной теорией Зигмунда»). Выполнение домашнего задания, включает в себя описание алгоритма расчета степени радиационного повреждения материала, обоснование выбора и последующего расчета определяющих параметров в заданных условиях облучения для рассматриваемой комбинации «налетающая частица – мишень» (например, потенциала межатомного взаимодействия, сечения дефектообразования, средней энергии первично выбитого атома и др.). Домашнее задание выполняется в письменной форме (шрифт Times New Roman, 1,5 интервала). Работа оценивается по десятибалльной системе.
Самостоятельная работа студентов - форма обучения, являющаяся продолжением освоения материала, изучаемого студентами в лекционных и практических занятиях.
Внеаудиторная самостоятельная работа направлена на глубокое изучение дисциплины по списку обязательной и дополнительной литературы, а также списку рекомендуемой литературы для самостоятельной работы, включает в себя глубокую проработку теоретических разделов курса, подготовку к выполнению и защите практических работ, написанию контрольной работы и реферата.
Форма проверки самостоятельной работы – опрос студентов на практических занятиях, оценка преподавателем реферата и домашнего задания.
Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 210602.65 «Наноматериалы».
Программу составил профессор кафедры «Микросистемная техника,материаловедение и технологии», доктор физико-математических наук Бондаренко Г.Г.
Настоящая программа рассмотрена на заседании кафедры «___»______ 2012 г, протокол №____ и рекомендована к применению в учебном процессе.
Заведующий кафедрой
д.т.н.,профессор В.П.Кулагин
Срок действия программы продлен на:
20__/20__ уч.год_______________________________________.
(подпись зав. кафедрой)
20__/20__ уч.год_______________________________________. (подпись зав. кафедрой)
|
