ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
|
| Утверждаю
| Руководитель ООП
по специальности 261400
декан МФ
проф. Е.И. Пряхин
|
| Зав. кафедрой МиТХИ
проф. Е.И. Пряхин
| ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Неметаллические материалы»
(наименование по рабочему учебному плану)
Направление: 261400 «Технология художественной обработки материалов»
Профиль: Технология художественной обработки материалов
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная Составитель: старший преподаватель Е.Н. Костылева
Санкт-Петербург
2012
Составитель: старший преподаватель Е.Н. Костылева
Научный редактор:
1. Цель и задачи дисциплины.
Целью освоения дисциплины «Неметаллические материалы» является теоретическая и практическая подготовка будущих специалистов в области технологии художественной обработки материалов, которая является необходимой для оптимального выбора материалов и технологий их обработки для производства художественных изделий различного назначения, использования теоретических знаний в своей практической профессиональной деятельности.
Задачей изучения дисциплины «Неметаллические материалы» является овладение знаниями:
закономерностей, связывающих химический состав, структуру (строение) и свойства материалов;
закономерностей изменения свойств материалов в процессе изготовления и эксплуатации изделий;
методов целенаправленного изменения механических и декоративных свойств материалов;
химического состава и строения, свойств и областей применения основных видов неметаллических материалов, используемых для производства художественных изделий.
2. Место дисциплины в структуре ООП.
Дисциплина «Неметаллические материалы» входит в базовую (общепрофессиональную) часть профессионального цикла дисциплин.
Дисциплина «Неметаллические материалы» является специальной дисциплиной профессионального цикла (базовая часть).
Изучается студентами специальности 261400 на 2 курсе, в 3 семестре.
Дисциплина является составной частью «Материаловедения» - науки изучающей связь и закономерности изменения свойств под влиянием внешних воздействий, возникающих в процессе производства и эксплуатации изделий из этих материалов. Курс «Неметаллические материалы» посвящен углубленному изучению синтетических (полимеры, пластмассы) и природных (древесина) органических материалов, а также неорганических стекол и керамики. Все эти материалы весьма широко используются при изготовлении и для изготовления разнообразных художественных изделий, в том числе и массового производства. Соответственно курс лекций «Неметаллические материалы» основывается на знаниях, полученных в следующих предшествующих дисциплинах:
«Химия»: атомная структура химических элементов, типы связей, структурные химические формулы, разделение на органические и неорганические вещества;
«Физика»: физические характеристики вещества (прочность, эластичность);
«Кристаллография и дефекты кристаллического строения»: внутренняя структура вещества, стехиохимические формулы вещества, анизотропия;
«Информатика»: простейшие навыки работы на компьютере и в сети Интернет, умение использовать прикладное программное обеспечение, в частности: пакеты универсальных математических программ, текстовый процессор и редактор формул (для оформления отчетов).
Минимальным требованием к «входным» знаниям, необходимым для успешного усвоения данной дисциплины является:
удовлетворительное усвоение программ по указанных выше разделам, владение персональным компьютером на уровне уверенного пользователя. 3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-3, ОК-4, ОК-5, ОК-6, ОК-12, ОНК-1, ОНК-3, ОНК-5, ОНК-9, ИК-5, ПК-1, ПК-2, , ПК-9, ПК-7, ПК-9.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
особенности строения органических синтетических (пластмассы), природных (древесных) и неорганических (стекло, керамика) материалов;
основные физические, механические, декоративные, и технологические свойства этих материалов;
закономерности изменения свойств под влиянием различных технологических и эксплуатационных факторов;
пути улучшения конкретных свойств материалов;
номенклатуру, классификацию, характерные свойства и области применения неметаллических материалов, используемых в производстве художественных изделий;
принципиальные основы технологии переработки различных видов неметаллических (органических и неорганических) материалов в изделия;
основные факторы, определяющие рациональный выбор неметаллических материалов для изделий с повышенными декоративыми свойствами.
Уметь:
определять вид материала по классифицирующим признакам;
определять плотность пористых материалов (керамики и древесины);
устанавливать пороки древесины и использовать некоторые из них для улучшения эстетических характеристик изделия;
работать с учебной, справочной и научной литературой по материаловедению и технологии обработки неметаллических материалов;
производить оптималиный выбор материалаи технологии его обработки для изготовления художественных изделий различного назначения.
Иметь представление о:
методах определения механических свойств неметаллических материалов;
дефектах изделий из древесины, стекла, керамики и путях их предотвращения;
способах упрочнения неметаллических материалов;
путях повышения декоративных свойств различных видов изучаемых в рамках дисциплины материалов;
влияния внешних (эксплуатационных) факторов на свойства неметаллических материалов и долговечность изделий.
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 2,5 зачётные единицы.
Вид учебной работы
| Всего часов
| Аудиторные занятия (всего)
| 34
| В том числе:
|
| Лекции
| 17
| Практические занятия (ПЗ)
| 0
| Семинары (С)
| 0
| Лабораторные работы (ЛР)
| 17
| Самостоятельная работа (всего)
| 56
| В том числе:
|
| Курсовой проект (работа)
| 0
| Контрольная работа
| 0
| Реферат
| 34
| Другие виды самостоятельной работы:
|
| Работа с литературой
| 22
| Вид промежуточной аттестации (зачёт, экзамен)
| зачет
| Общая трудоёмкость час
зач. ед.
| 90
|
|
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п
| Наименование раздела дисциплины
| Содержание раздела
| 1
| Предмет курса и задачи его изучения.
| Неметаллические материалы в производстве художественных изделий. Важность изучения механических и декоративных свойств этих материалов.
| 2
| Органические материалы.
| Особенности строения и свойства полимеров
| 2.1
| Органические синтетические полимерные материалы.
| Полимеризация. Структурные формулы полимеров. Степень полимеризации и молекулярная масса, их влияние на свойства полимеров.
Особенности строения и свойств полимеров с линейной, разветвленной и замкнутой пространственной (сетчатой) структурой. Реальная форма линейных (цепных) макромолекул.
Характер деформации полимеров при постоянной нагрузке и изменяющейся температуре (термомеханические кривые).
Стеклообразное, высокоэластичное и вязкотекучее состояние, их корреляция со структурой полимеров.
Термопластичные и термореактивные полимеры.
Прочность термопластичных и термореактивных полимеров в стеклообразном состоянии. Вынужденная эластичность. Влияние скорости нагружения, температуры и длительности испытаний. Долговечность полимеров. Старение полимеров. Тепло- и морозостойкость.
| 2.2
| Пластмассы.
| Компоненты пластмасс (связующие, наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, отвердители, красители и др.) и их роль в материале.
Классификация пластмасс по типу и химической природе полимерной основы и виду наполнителя.
Малоотходные способы формирования изделий из пластмасс.
Декоративные свойства. Основные типы пластмасс, используемые в качестве конструкционных, настилочных, облицовочных и клеевых материалов.
Преимущества и недостатки пластмасс.
| 2.3
| Древесные материалы.
| Строение древесины:
Макроструктура древесины: заболонь, ядро. Ядровые и безъядровые (спелодревесные и заболонные) породы. Годичные слои. Ранняя и поздняя древесина.
Микростроение древесины хвойных пород. Строение, расположение и функции трахеид и сердцевинных лучей. Различия в геометрических параметрах ранних и поздних трахеид; влияние этих различий на свойства древесины.
Особенности микроструктуры лиственных пород. Основные структурные (анатомические) элементы – сосуду, либриформ. Кольцесосудистые и рассеянососудистые породы.
Химический состав и полимерное строение клеточных стенок. Целлюлоза и лигнин – основные вещества клеточных стенок. Элементарные фибриллы, микро- и макрофибриллы.
Особенности строения древесины – причина различия свойств хвойных, лиственных пород и сильной анизотропии свойств всех древесных пород.
| 2.4
| Искусственные материалы на основе древесины.
| Модифицированная древесина. Композиционные древесные материалы.
| 3
| Неорганические материалы.
| Общая характеристика: достоинства, недостатки, классификация.
| 3.1
| Неорганические стекла.
| Стеклообразное состояние и структура неорганических стекол.
Классификация стекол по стеклообразующему веществу. Содержанию модификаторов, назначению.
Составы и классификация технических стекол; области их применения.
Зависимость вязкости стекла от температуры. Температурные области обработки стекла.
Физико-химические и механические свойства стекол, пути повышения прочности неорганических стекол.
Разновидности художественного стекла. Хрустальные стекла.
Принцип окрашивания стекла. Вещества – красители для получения стекол различной окраски.
Глушение стекла. Дымчатые и черные стекла, опаловые и непрозрачные стекла.
Ювелирные стекла.
Декоративное строительное стекло и витражи.
Глазури и эмали.
| 3.2
| Стеклокристаллические материалы (ситаллы)
| Состав и структура ситаллов. Классификация. Физико-химические и механические свойства. Область применения.
Закристаллизованные художественные стекла.
|
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п
| Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин
| № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
| 1
| 2
| 2,1
| 2,2
| 2,3
| 2,4
| 3
| 3,1
| 1
| Технология холодной и горячей эмали
| -
| +
| +
| +
| –
| –
| –
| +
| 2
| Спец. технологии
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| +
| 3
| Дипломное проектирование
| -
| +
| +
| -
| +
| +
| -
| -
|
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п
| Наименование раздела дисциплины
| Лекции
| Прак.
зан.
| Лаб.
зан.
| Семин.
| СРС
| Всего
час.
| 1
| Предмет курса и задачи его изучения.
| 1
|
| –
|
|
|
| 2
| Органические материалы.
| 2
|
| -
|
| 14
|
| 3
| Органические синтетические полимерные материалы.
| 4
|
| 4
|
|
|
| 4
| Пластмассы.
| 3
|
| 4
|
| 10
|
| 5
| Древесные материалы.
| 4
|
| -
|
| 18
|
| 6
| Искусственные материалы на основе древесины.
| 3
|
| 4,5
|
|
|
| 7
| Неорганические материалы.
| 2
|
| –
|
| 14
|
| 8
| Неорганические стекла.
| 8
|
| 4.5
|
|
|
| 9
| Стеклокерамические материалы
| 7
|
| –
|
|
|
|
6. Лабораторный практикум:
№ п/п
| № раздела дисциплины
| Наименование лабораторных работ
| Трудо-ёмкость
(час.)
| 1
| 2-2,2
| Влияние природы полимера на технологию изготовления изделий из пластмасс.
| 4
| 2
| 2,3
| Влияние параметров полимеров макроструктуры на физико-механические свойства древесины.
| 4
| 3
| 2,3-2,4
| Текстура древесины. Декоративные свойства шпона различных пород.
| 4,5
| 4
| 3-3,1
| Расчет химического состава шихты.
| 4,5
|
7. Практические занятия (семинары): не предусмотрены. 8. Примерные темы эссе, рефератов и др.:
Высокомолекулярное строение полимеров. Структура макромолекул.
Классификация полимеров.
Термопластичные и термореактивные полимеры, их свойства.
Пластмассы: состав, классификация, принцип переработки.
Макро- и микростроение древесины.
Классификация древесных пород.
Механические и декоративные свойства древесины.
Древесные материалы (модифицированная древесина).
Разновидности художественного стекла.
Цветные стекла: принципы окрашивания.
Закристаллизованные художественные стекла.
Способы декоративной обработки стекол.
Классификация и основы производства керамики.
Классификация изделий тонкой керамики.
Материалы архитектурно-строительной керамики.
Состав и классификация резин.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1. Художественное материаловедение: по видам материалов: Учебник. Коллектив авторов под редакцией Б.М.Михайлова. МГАПИ. Москва, 2005.
2. Материаловедение. Коллектив авторов под редакцией Б.Н.Арзамасова. Издательство МГТУ имени Н.Э.Баумана. Москва, 2002.
3. Лахтин Ю.М. Материаловедение/ Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Машиностроение. Москва, 1990.
4. Солнцев Ю.П. Материаловедение/ Солнцев Ю.П., Пряхин Е.И. Химиздат, Москва, 2007.
5. Уголев Б.Н. Древесноведение с основами лесного товароведения. Издательство МГУЛ. Москва, 2001.
6. Ланцетти А.Г. Изготовление художественного стекла/ Ланцетти А.Г., Нестеренко М.Г. Высшая школа. Москва, 1987. б) дополнительная литература
8. Уайтэт О. Металлы, керамика, полимеры/ Уайэтт О., Дью-Хьюз Д. Атомиздат. Москва, 1979.
9. Гончаров Н.А. Технология изделий из древесины/Гончаров Н.А., Башинский В.Ю., Буглай Б.М. Лесная промышленность. Москва, 1990.
10. Крыжановский В.К. Технические свойства полимерных материалов. Профессия. Санкт-Петербург, 2003.
11. Леонтьев Л.Л. Пороки древесины./Леонтьев Л.Л., Зарудная Г.И. СПбЛТА. Санкт-Петербург, 2001.
12. Леонтьев Л.Л. Строение древесины. СПбЛТА. Санкт-Петербург, 2002. в) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: ресурсы Интернет. 10. Материально-техническое обеспечение дисциплины: _____________________________________________________________________________
Разработчики:
кафедра МиТХИ старший преподаватель Костылева Е.Н.
|