Επιστήμη των Υλικών I - ΠΑΛΙΟ ΑΝΕΝΕΡΓΟ ΑΠΟ ΣΕΠΤ/2021 (CHM381)

Στέλλα Κέννου - Κωνσταντίνος Δάσιος

Περιγραφή

Η Επιστήμη των Υλικών είναι ο επιστημονικός κλάδος που εξετάζει το υλικό από τη διαδικασία παραγωγής  ως το τελικό προϊόν, μελετά τη χημική, κρυσταλλική, μοριακή και ηλεκτρονική  δομή (μια και η δομή επηρεάζει τις μηχανικές, ηλεκτρικές και μαγνητικές
ιδιότητες), παρακολουθεί τον τρόπο συμπεριφοράς σε τριβή, διάβρωση και  οξείδωση, προσπαθώντας να τη βελτιώσει και, τέλος, συνδυάζει ή αναπτύσσει  υλικά κατάλληλα για κάθε εφαρμογή της σημερινής ιδιαίτερα σύνθετης  τεχνολογίας.

 

Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα πρέπει να:

  1. Να γνωρίζει την βασική επιστήμη και τις τεχνολογικές  αρχές τις σχετικές με τα Υλικά.
  2. Να κατανοεί τη σχέση μεταξύ νανο/μικρο δομής, του χαρακτηρισμού, των ιδιοτήτων των διεργασιών και του σχεδιασμού των υλικών.
  3. Να από αποκτήσουν τις θεμελιώδεις πειραματικές και υπολογιστικές δεξιότητες σαν μηχανικοί στο τομέα των Υλικών.
  4. Να μπορούν να εφαρμόσουν γενικά μαθηματικά, επιστήμη και δεξιότητες μηχανικού στην επίλυση προβλημάτων που άπτονται των υλικών και της επιστή
Περισσότερα  
CC - Αναφορά Δημιουργού

Ενότητες

Στην ενότητα αυτή γίνεται αναδρομή στην εξελικτική πορεία της Επιστήμης των Υλικών και στους κυριότερους σταθμούς της. Παράλληλα γίνεται αναφορά σε συγκεκριμένα προβλήματα στα οποία έδωσε λύση η Επιστήμη των Υλικών. Συγκεκριμένα αναλύονται τα παρακάτω θέματα.

?Εξελικτική πορεία της Επιστήμης των Υλικών
?Το Πεντάγωνο των υλικών
?Τι ζητάμε σήμερα από τα υλικά
?Παραδείγματα της καθημερινής ζωής

Για να γνωρίζουμε τις ιδιότητες των υλικών θα πρέπει να κατανοήσουμε τους δεσμούς μεταξύ των ατόμων. Στην ενότητα αυτή ορίζονται θεμελιώδεις έννοιες και αναλύεται πως μερικές από τις σημαντικές ιδιότητες των στερεών υλικών εξαρτώνται από τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ατόμων που τα αποτελούν. Στο τέλος της ενότητας αυτής ο φοιτητής θα πρέπει:

  1. Να γνωρίζει τα ατομικά πρότυπα
  2. Να σχεδιάζει την γραφική παράσταση της ελκτικής-απωστικής-συνολικής ενέργειας σε συνάρτηση της απόστασης μεταξύ των ατόμων για δύο άτομα
  3. Να γνωρίζει τους δεσμούς μεταξύ ατόμων
  4. Να διαβάζει των περιοδικό πίνακα
  5. Να εκτιμά ιδιότητες των υλικών που σχετίζονται με τους ατομικούς δεσμούς

Η δομή της ενότητας είναι ώς εξής:

i.Παραδείγματα δομής ατόμων
ii.Περιοδικός πίνακας
iii.Χημικοί δεσμοί
iv.Ιδιότητες των υλικών που σχετίζονται με τους ατομικούς δεσμούς
v.Ενδομεταλλικές ενώσεις

Στόχοι της ενότητας είναι:

I.Η κατανόηση της δομής και των τρόπων ταξινόμησης των ατόμων
II.Να διακρίνει τα μονοκρυσταλλικά από τα πολυκρυσταλλικά υλικά
III.Να υπολογίζει τις πυκνότητες των μετάλλων
IV.Η επαφή με την μοναδιαία κυψελίδα
V.Να μπορεί ο φοιτητής να διακρίνει τα είδη των κρυσταλλικών πλεγμάτων και τα χαρακτηριστικά τους.

Σκοποί της ενότητας είναι να μπορεί ο φοιτητής να ορίζει τα κρυσταλλογραφικά επίπεδα και τις κρυσταλλογραφικές διευθύνσεις και να μπορεί να τις ορίζει κάνοντας χρήση των δεικτών Miller. Τέλος θα πρέπει να μπορεί να υπολογίζει τις γραμμικές και επιφανειακές πυκνότητες. Η ενότητα περιέχει τα εξής κεφάλαια:

?Κρυσταλλογραφικά επίπεδα
?Κρυσταλλογραφικές διευθύνσεις
?Προσδιορισμός δεικτών Miller κρυσταλλικού επιπέδου
?Ορισμός πλεγματικών επιπέδων
?Γραμμικές και Επιφανειακές Πυκνότητες
?Οδηγίες για τον προσδιορισμό των κρυσταλλικών επιπέδων
Όλα τα στερεά περιέχουν ατέλειες. Επιπλέον, η πλαστική παραμόρφωση των στερεών, η δομική τους διαμόρφωση αλλά και πολλές ηλεκτρικές ιδιότητες είναι συχνά αποτέλεσμα της κίνηση των ατελειών. Είναι, επομένως, σημαντικό για τους φοιτητές να είναι εξοικειωμένοι με τους διαφορετικούς τύπους των ατελειών που μπορεί να προκύψουν σε στερεά.
Τα περιεχόμενα της ενότητας είναι τα παρακάτω:
?Ορισμοί
?Μοντέλο φυσαλλίδας
?Κατηγορίες και είδη ατελειών
?Διανύσματα Burgers
?Διαταραχές στην καθημερινότητα
?Με το πέρας της ενότητας αυτής θα πρέπει ο φοιτητής να είναι σε θέση να
1.Γνωρίζει τους βασικούς μηχανισμούς ατομικής διάχυσης
2.Να διατυπώνει τους νόμους του Fick
3.Να γνωρίζει πώς υπολογίζεται ο συντελεστής διάχυσης διαφόρων υλικών.
 
Η ενότητα διαρθρώνεται ως εξής:
i.Εισαγωγή
ii.Βασικοί ορισμοί
iii.Είδη διάχυσης
iv.Βασικοί μηχανισμοί διάχυσης
v.Νόμοι Fick
vi.Παραδείγματα
Σκοπός της ενότητας είναι ο φοιτητής να έρθει σε επαφή με τα διαγράμματα φάσης και να μπορεί να τα διαχωρίζει και να τα αναλύσει. Η ενότητα περιέχει τα εξής:
?Εισαγωγή
?Τύποι διαγραμμάτων φάσης
?Το διμερές ευτηκτικό διάγραμμα Fe-C
? Περιγραφή του μηχανισμού ανάπτυξης διαφόρων δομών
?Καμπύλες ψύξης
?Ενέργεια Gibbs
?Κανόνας φάσεων
?Είδη μιγμάτων

8. Μετασχηματισμού φάσεων

Με το πέρας της ενότητας αυτής θα πρέπει ο φοιτητής να είναι σε θέση:

1.Να κατανοεί και να χειρίζεται διαγράμματα μετασχηματισμών φάσεων στερεού-στερεού
2.Να γνωρίζει τις βασικές αρχές και εξισώσεις που τα διέπουν
3.Να γνωρίζει την εξάρτηση των μετασχηματισμών φάσεων από τη θερμοκρασία και το χρόνο
4.Να μπορεί να σχεδιάσει μια θερμική κατεργασία ενός μετάλλου για να επιτύχει τις επιθυμητές μηχανικές και άλλες ιδιότητες

Ανοικτό Ακαδ. Μάθημα

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα
Επίπεδο: A-

Αρ. Επισκέψεων :  15818
Αρ. Προβολών :  130192

Ημερολόγιο