Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) "Материаловедение и технология конструкционных материалов" Модуль 3 «Углеродные и керамические материалы и технологии»

Скачать 268.47 Kb.

Название	Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) "Материаловедение и технология конструкционных материалов" Модуль 3 «Углеродные и керамические материалы и технологии»
страница	2/4
Дата публикации	30.04.2015
Размер	268.47 Kb.
Тип	Рабочая учебная программа

100-bal.ru > Химия > Рабочая учебная программа

1 2 3 4

1. Цели и задачи освоения дисциплины «Углеродные и керамические материалы и технологии»
Целью освоения дисциплины является приобретение студентами знаний о составе и структуре и основных классах углеродных и керамических материалов, их характеристические свойства и области применения, о перспективах развития технологии композитов на основе углерода и керамик; приобретение навыков работы с приборами и оборудованием для стандартных и специальных испытаний углеродных и керамических композиционных материалов конструкционного и функционального назначения.

Для достижения поставленной цели при изучении дисциплины решаются следующие задачи:

Приобретение компетенций в области теоретического и прикладного материаловедения, возможностей наномасштабного регулирования структуры углеродных и керамических материалов;
приобретение знаний о принципах создания, компьютерном моделировании технологии и эксплуатационного поведения углеродных и керамических материалов;
приобретение физико-химических знаний получения полимерных полуфабрикатов ("зеленых" заготовок) для углеродных и керамических композиционных материалов;
приобретение знаний о структуре, свойствах и областях машиностроительного применения углеродных и керамических материалов.

2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО 150100.62 " Материаловедение и технологии материалов"
Дисциплина "Углеродные и керамические материалы и технологии" представляет собой дисциплину вариативной части профессионального цикла дисциплин (Б3). Дисциплина базируется на курсах цикла математических и естественно-научных дисциплин (Б2), входящих в модули Химия и Физика, профессионального цикла (Б3), читаемых в 1-7 семестрах. Студенты, обучающиеся по данному курсу должны знать основы математики, неорганической и органической химии, физической химии, общей физики и физики конденсированного состояния, основы механики материалов и конструирования, основы теорий упругости, пластичности и разрушения материалов, основы информатики и информационно- коммуникационных технологий, основы материаловедения и технологии материалов.

3. Требования к результатам освоения дисциплины
Изучение дисциплины направлено на формирование следующих общекультурных компетенций:

1. Владение культурой мышления, способности к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения;

2. Готовность к профессиональному росту, самостоятельно пополнять свои знания, совершенствовать умения и навыки, самостоятельно приобретать и применять новые знания, развивать компетенции;

3. Умение использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих профессиональных компетенций:

1. Владение базовыми знаниями математических и естественно-научных дисциплин и дисциплин общеобразовательного цикла в объеме, необходимом для использования в профессиональной деятельности основных законов соответствующих наук, разработанных в них подходов, методов и результатов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;

2. Владение основами методов исследования, анализа, диагностики и модифицирования углеродных и керамических материалов, физических и химических процессов в технологиях их получения, обработки и модификации структуры и свойств материалов;

3. Умение применять знания о составе и структуре композитов на основе углеродных и керамических матриц для решения задач подбора исходных компонентов материалов; для решения задач получения полуфабрикатов материалов с заданными свойствами и выбора оптимальных способов, технологий и методов их получения; владение методами оценки технологических свойств полуфабрикатов углеродных и керамических материалов.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать: физико-химические основы формирования углеродных и керамических гетерогенных систем, типы гетерогенных систем, особенности формирования границы раздела фаз при искусственном их сочетании, поверхностные явления на границе раздела фаз, теоретические основы адсорбции и адгезии; основные типы и характеристики современных компонентов полимерных материалов и способов их сочетания; основные типы полуфабрикатов, их свойства и области применения, физико-химические процессы, происходящие при получении полуфабрикатов, способы, технологии и методы, используемые при получении полуфабрикатов, основные технологические процессы получения полуфабрикатов.
Уметь: анализировать типы, структуру и свойства гетерогенных систем углеродной и керамической природы, рассчитывать состав фаз и их объемных долей, определять краевой угол смачивания, поверхностную энергию, адгезионную прочность на границе раздела фаз, рассчитывать свойства системы по свойствам фаз; выбирать исходные компоненты и составы углеродных и керамических материалов; выбирать полуфабрикаты ("зеленые" заготовки) и технологические процессы для решения задач профессиональной деятельности; определять технологические свойства полуфабрикатов и параметры их формования; анализировать основные физико-химические процессы, протекающие в полуфабрикатах углеродных и керамических композиционных материалов; самостоятельно принимать профессиональные решения на базе комплекса данных о свойствах, структуре материала.
Владеть: методами оценки структуры и свойств углеродных и керамических материалов, методами подбора их компонентов, способами направленного регулирования свойств материалов; навыками выбора природы и типа наполнителя, природы и типа матрицы; методами определения и оценки технологических свойств полуфабрикатов; методами получения полуфабрикатов.
4. Структура и содержание дисциплины (модуля)
4.1. Содержание разделов дисциплин:

№ п/п	Наименование раздела дисциплины (модуля)	Содержание раздела	Трудоемкость, часы
1.	Введение. Основные термины. Классификации.	Классификация углеродных материалов по структуре, способам получения и назначению. Отличительные особенности углеродных материалов. Классификация керамик по химическому составу, по структуре, по применению. Отличительные свойства каждого класса.	2
2.	Фазовые состояния и структура углерода.	Диаграмма состояния углерода. Основные кристаллические формы углерода - алмаз и графит. Кристаллическая структура графита. Элементарные ячейки гексагоны одиночного слоя графита (графены). Валентное состояние углерода и типы связей в гексагоне. Разновидности кристаллической структуры графита: гексагональная и ромбоэдрическая. Параметры кристаллической структуры графита. Природа межслоевых связей в кристаллах графита. Дефекты кристаллов графита: дефекты слоевой укладки, двойники, винтовые и краевые дислокации, "дырочные" дефекты, атомы внедрения. Турбостратная структура углерода. Фазовая структура поликристаллического углерода. Параметры кристаллитов - L_A и L_C. Ориентация кристаллической структуры и текстуры поликристаллического углерода. Показатели ориентации и текстуры. Пористость углеродных материалов. Открытие и закрытие поры. Микро- и макропористость поликристаллического углерода. Аморфная структура углерода. Ближний порядок. Взаимная и азимутальная упорядоченность между плоскостями. Межслоевые расстояния. Пористость	2
3.	Природные углеродные материалы.	Происхождение натурального графита; кристаллизация углерода из магмы, карбонизация органических углеводородов, разложение карбонатов металлов и диссогнация окиси углерода. Разновидности природных углеродных материалов: графит, шунгит, антрацит, фуллирит. Кристаллическая структура природного графита. Примесные атомы. Физические свойства природного графита.	2
4.	Искусственные углеродные материалы.	Методы получения углеродных материалов. Общие принципы газо-, жидко- и твердофазной пиролитической технологии углеродных материалов. Карбонизация и графитация. Влияние условий пиролиза на структуру углеродных материалов. Углеродные материалы, получаемые методами газофазной технологии. Аморфный пироуглерод. Пирографит. Свойства и анизотропия свойств пирографита. Углеродные материалы, получаемые из конденсированной фазы методами жидко- и твердофазной технологии. Стеклоугдерод. Исходные вещества для получения стеклоуглерода - целлюлоза, ксилан, феноло-формальдегидные полимеры. Стадии процесса образования стеклоуглерода. Карбонизованные коксы. Коксообразующие полимеры. Поливиниловый спирт, феноло-формалъдегиднье и полиимидные смолы, полиорганосилоксаны, поликарбосиланы. Отверждение и карбонизация органических полимеров. Выход кокса. Аморфная структура карбонизованных полимеров. Влияние условий карбонизации на фазовый состав, структуру и свойства коксов. Струйчатая (анизометрическая) и сферолитовая (изометрическая) структура графитированных коксов. Плотность коксов. Слоистые соединения графита. Способы образования и структура слоистых соединений.	4
5.	Дисперснонаполненные углеродные материалы (углеграфитовые материалы).	Углеграфитовые материалы. Исходные компоненты: наполнители и связующие (синтетические карбонизуемые смолы и графитируемые нефтяные и каменноугольные пеки). Нефтяные и каменноугольные пеки, Мезофазные пеки. Технологические свойства пеков. Стадии технологического процесса получения углеродных материалов. Структура, физические свойства карбонизованных и графитированных углеродных материалов. Силицированный и цирконированный графиты. Рекристаллизованный графит. Термомеханическая технология получения рекристаллизованного графита. Анизотропия структуры и свойств рекристаллизованного графита. Газонаполненные углеродные материалы. Карбонизованные и графитированные полные микросферы. Пенококс и пенографит. Активированные угли.	2
6.	Волокнистые углеродные материалы (углерод - углеродные композиционные материалы) (УУКМ).	Классификация УУКМ из структуры, методам получения и назначению. Основные методы получения УУКМ - газофазное уплотнение и жидкофазная пропитка с последующими термохимическими переделами. Принципы создания УУКМ. Требования к волокнистым углеродным наполнителям. Многонаправленные углеродные каркасы. Способы получения. Основные типы и свойства структур. Особенности многонаправленных структур тел вращения. Свойства УУКМ. Влияние типа и характера упаковки волокон на свойства УУКМ. Свойства УУКМ па основе углеродных матриц, полученных пиролизом полимеров. Роль границы раздела в УУКМ. Применение УУКМ. Триботехнические характеристики и использование УУКМ в качестве фрикционных (теормозные диски в авиационной технике, муфты сцепления) и антифрикционных (узлы трения) материалов. Возможности регулирования коэффициентов трения методами поверхностной обработки УУКМ. Теплозащитные свойства УУКМ. Теплопроводность и теплоемкость..	4
7.	Технологии получения УУКМ.	Жидкофазпая технология получения УУКМ. Требования к связующим УУКМ. Основные типы используемых связующих. Характеристические параметры связующих: смачивающая способность, вязкость, выход газообразных продуктов при отверждении связующих, сохранение формы при термохимических переделах материала, выход кокса, пористость коксового остатки, структура кокса. Возможности направленного регулирования пористости и кристаллической структуры углеродных матриц. Графитизация карбонизованной матрицы. Пироуплотнение, силицирование, карбонизация. Газофазная технология получения УУКМ. Типы газовых смесей. Пиролизуемые газы и газы-носители. Влияние температуры и давления на структуру пироуглерода. Механизм и кинетика химических реакций осаждения пироуглерода. Термоградиентный и изотермический методы пироуплотпения углеродных каркасов. Структура пироуглеродной матрицы.	4
8.	Керамические и углеродно-керамические материалы.	Основы технологии получения традиционных керамических материалов. Физико-химические аспекты формирования микроструктуры керамических материалов. Равновесные диаграммы состояния оксидных и безкислородной керамик. Особенности кристаллического строения керамических материалов. Полиморфизм. Образование центров кристаллизации, рост кристаллов, твердофазовые реакции. Стекла и метастабильные кристаллические фазы. Структурные условия образования стабильных некристаллических твердых тел. Правила Захариасена. Рекристаллизация и рост зерен. Твердофазовое спекание. Спекание с участием жидкой фазы. Примеры конкретных технологических процессов. Золь-гель процессы. Саморегулируемый температурный синтез. Свойства основных типов керамических материалов. Термическая и химическая устойчивость керамик, Теплофизические свойства. Поведение керамик в электрических и магнитных полях. Механические свойства керамик и возможности их повышения, Трещиностойкость керамик.	2
9.	Керамические композиционные материалы (ККМ) и технологии их получения.	Наполнители ККМ. ККМ, армированные нитевидными кристаллами. Керметы и ККМ, получаемые направленной кристаллизацией. Золь-гель технология получения армированных керамических материалов. Получение слоистых покрытий из газовой фазы. Получение ККМ пиролизом металлоорганических полимеров.	2
Итого:			24

1 2 3 4

Похожие:

$Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) \"Материаловедение и технология конструкционных материалов\" Модуль 3 «Углеродные и керамические материалы и технологии» icon$	Примерная программа дисциплины технология конструкционных материалов... Учебная дисциплина «Технология конструкционных материалов» посвящена изучению методов получения материалов и формирования из них...	$Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) \"Материаловедение и технология конструкционных материалов\" Модуль 3 «Углеродные и керамические материалы и технологии» icon$	Учебно-методический комплекс дисциплины «Технология конструкционных материалов» Учебно-методический комплекс дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» разработан для студентов 1 курса...
$Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) \"Материаловедение и технология конструкционных материалов\" Модуль 3 «Углеродные и керамические материалы и технологии» icon$	Примерная программа дисциплины материаловедение и технология конструкционных... Современные способы получения материалов и изделий из них с заданным уровнем эксплуатационных свойств	$Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) \"Материаловедение и технология конструкционных материалов\" Модуль 3 «Углеродные и керамические материалы и технологии» icon$	Рабочая программа учебной дисциплины Целью преподавания курса «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» является
$Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) \"Материаловедение и технология конструкционных материалов\" Модуль 3 «Углеродные и керамические материалы и технологии» icon$	Химия Дисциплина является основой для изучения дисциплин: «Физика», «Биология с основами экологии», «Материаловедение. Технология конструкционных...	$Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) \"Материаловедение и технология конструкционных материалов\" Модуль 3 «Углеродные и керамические материалы и технологии» icon$	Рабочая программа дисциплины Материаловедение. Технология конструкционных материалов Министерство сельского хозяйства РФ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования...
$Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) \"Материаловедение и технология конструкционных материалов\" Модуль 3 «Углеродные и керамические материалы и технологии» icon$	Рабочая учебная программа дисциплины материаловедение. Технология... «Государственные требования к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы по направлению подготовки дипломированного...	$Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) \"Материаловедение и технология конструкционных материалов\" Модуль 3 «Углеродные и керамические материалы и технологии» icon$	Учебно-методический комплекс дисциплины «Материаловедение. Технология... Специальность 190205. 65«Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование»
$Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) \"Материаловедение и технология конструкционных материалов\" Модуль 3 «Углеродные и керамические материалы и технологии» icon$	Рабочая программа по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «орловский государственный...	$Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) \"Материаловедение и технология конструкционных материалов\" Модуль 3 «Углеродные и керамические материалы и технологии» icon$	Рабочая программа учебной дисциплины б 14 «Современные способы и приборы замера температур» Рабочая программа учебной дисциплины б 14 «Современные способы и приборы замера температур» для направления подготовки 150100 «Материаловедение...
$Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) \"Материаловедение и технология конструкционных материалов\" Модуль 3 «Углеродные и керамические материалы и технологии» icon$	Рабочая программа учебной дисциплины «аморфные и микрокристаллические материалы» «Основы научных исследований», «Физика и химия конденсированного состояния/Теория электронного строения твердых тел», «Материаловедение...	$Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) \"Материаловедение и технология конструкционных материалов\" Модуль 3 «Углеродные и керамические материалы и технологии» icon$	Рабочая программа учебной дисциплины «керамические произведения декоративно-прикладного... Направление подготовки: 261400. 62 Технология художественной обработки материалов
$Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) \"Материаловедение и технология конструкционных материалов\" Модуль 3 «Углеродные и керамические материалы и технологии» icon$	Рабоч ая учебная программа дисциплины Материаловедение Профиль подготовки Химическая технология материалов и изделий электроники и наноэлектроники	$Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) \"Материаловедение и технология конструкционных материалов\" Модуль 3 «Углеродные и керамические материалы и технологии» icon$	Тесты, задания и контрольные вопроы по дисциплине «Материаловедение.... Материалы для оценки уровня знаний (тесты, задания и контрольные вопроы) по дисциплине
$Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) \"Материаловедение и технология конструкционных материалов\" Модуль 3 «Углеродные и керамические материалы и технологии» icon$	Рабочая учебная программа дисциплины технология конструкционных материалов... Птм, технологию восстановления; классификацию и маркировку металлорежущих станков; инструмент и приспособления, применяемые при обработке...	$Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) \"Материаловедение и технология конструкционных материалов\" Модуль 3 «Углеродные и керамические материалы и технологии» icon$	Учебная дисциплина б 24 Технология обработки материалов Направление подготовки Технологические процессы машиностроительного производства. Технология конструкционных материалов. Обработка заготовок на фрезерных...

Школьные материалы