Рабочая программа дисциплины Химия радиоматериалов

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЙ ИНСТИТУТ

полное наименование института/факультета

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

подпись, Ф. И.О.

«__» __________ 20___г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины  ХИМИЯ РАДИОМАТЕРИАЛОВ

для специальности (ей)/ направления подготовки – средства связи с подвижными объектами

Составитель (и)  доц.

Обсуждена на заседании кафедры  «ХИМИЯ и ЭКОЛОГИЯ»

«__» ____________ 20____ г., протокол № ___

Одобрена на заседании методической комиссии*  ____________________________

____________________________

полное наименование института/факультета

«__» ____________ 20____ г., протокол № ___

.

2011  г.

Содержание

№		Стр.
1.	Требования ГОС к обязательному минимуму	3
2.	Тематическая структура АПИМ	3
3.	Цели, задачи, компетенции, связь с другими дисциплинами	4
4.	Объем дисциплины и распределение по видам деятельности	6
5.	Тематическое содержание лекционного курса	6
6.	Тематическое содержание практических занятий	7
7.	Виды самостоятельной работы	7
8.	Формы текущего контроля знаний	8
9.	Вопросы к экзамену	9
10.	Примерный календарный план дисциплины	10
11.	Перечень обязательной литературы	12
12.	Перечень дополнительной литературы	12
13.	Перечень наглядных и др. пособий	13
14.	Технологическая карта дисциплины	14

Тематическая структура АПИМ

№ ДЕ	Наименование дидактической единицы ГОС	№ за- да- ния	Тема задания
1	Атомно-кристаллическое строение материалов	1	Введение. Атомно-кристаллическое строение материалов.
2	Элементы теории сплавов
3	Диаграммы состояния двух компонентных систем
2	Проводники и полупроводники	4	Основные сведения о проводниковых материалах.
5	Металлы и сплавы.
6	Химия полупроводников.
7	Проводниковые и полупроводниковые соединения.
8	Полупроводниковые материалы, используемые в промышленности.
4	Материалы низкой проводимости	9	Химия диэлектриков
10	Полимеры.
11	Материалы, используемые в качестве диэлектриков.
12	Магнитные материалы
5	Экологические аспекты химических процессов получения материалов	13	Долговечность и старение материалов в условиях воздействующих факторов
14	Коррозия металлов и сплавов
15	Нанотехнологии.
16	Наноразмерные углеродсодержащие материалы

Цель дисциплины:

Для подготовки конкурентоспособного в настоящее время специалиста необходимы знания о новых материалах и технологиях, знать их физико-химические свойства и методы их получения. Применение промышленных материалов требуют ясного представления о тех процессах, в результате протекания которых характеристики материалов могут изменяться.

Изучение химии радиоматериалов в техническом ВУЗе преследует основные задачи:

-  использовать современные методики для цепей радиоэлектроники, зная их физико-химические свойства и методы их получения;

-  использовать знания «состав - структура – свойства» (имея сведения о составе материала определять его структуру и предсказать его свойства).

В ходе изучения курса "Химии радиоматериалов" студент приобретает знания:

-  освоения методов получения радиоматериалов и методы контроля свойств радиоматериалов;

-  о закономерностях протекания ряда физико-химических процессов, являющихся основой ряда современных прогрессивных технологий и методах их познания;

-  о процессах, в результате протекания которых характеристики материалов могут изменяться.

Связь с другими дисциплинами.

Общая химия	Общая физика

Компетенции:

-  определение базисных реакций в системе при получении радиоматериалов, расчёты физических и химических свойств радиоматериалов, методы управления физическими свойствами материалов в процессе их получения;

­  предсказывать свойства простых веществ и их соединений, опираясь на периодический закон и периодическую систему ;

­  применять полученные знания в профессиональной деятельности (подбор необходимых материалов при изготовлении и ремонте конструкций, учитывая условия их эксплуатации; замена металлических на композиционные конструкции, с целью повышения эффективности и безопасности их эксплуатации; подбор и разработка электротехнических устройств, их усовершенствование);

­  уметь читать диаграммы состояния сплавов, определять свойства сплава, в зависимости от его состава.

Объём аудиторных занятий и самостоятельной работы по дисциплине "Химия радиоматериалов", форма отчётности.

Шифр специальности	Наименование специальности	Группа	Курс	Семестр	Всего часов/в том числе на самост. работу	Аудиторные занятия	Форма отчетности
Лекции	Лабораторные работы
	Средства связи с подвижными объектами	249	4	7	92/60	16	16	экзамен

Тематическое содержание лекций

Номер лекции	Содержание лекции	Кол-во часов
1	ДЕ 1 Введение. Атомно-кристаллическое строение материалов.	2
2	Элементы теории сплавов.	2
3	ДЕ 2 Основные сведения о проводниковых материалах.	2
4	Химия полупроводников.	2
5	ДЕ 3 Химия диэлектриков.	2
6	Магнитные материалы.	2
7	ДЕ 4 Долговечность и старение материалов в условиях воздействующих факторов.	2
8	Нанотехнологии. Наноразмерные углеродсодержащие материалы.	2

Тематическое содержание лабораторных занятий.

Номер лабораторного занятия	Содержание лабораторных занятий	Кол-во часов
1.	Металлы высокой проводимости. Основные сведения о проводниковых материалах. Свойства меди серебра и золота	2
2.	Свойства алюминия.	2
3.	Свойства элементов II B группы. Цинк и его свойства.	2
4.	Диаграммы состояния двух компонентных систем.	2
5.	Гальванические элементы. ЭДС. Коррозия металлов, методы защиты от коррозии.	2
6.	Металлы низкой проводимости. Свойства хрома, молибдена и вольфрама.	2
7.	Металлы VII В группы. Подгруппа железа. Платиновые металлы.	2
8.	. Рубежный контроль. Представление докладов на студенческую конференцию.	2

Виды самостоятельной работы студентов и их состав

Самостоятельная работа студента включает:

1.  подготовку к тестированию по дидактическим единицам;

2.  выполнение домашних заданий к практическим работам;

3.  выполнение расчетно-графической работы.

Формы текущего контроля знаний

1.  Рейтинговая оценка знаний

2.  Отчет по лабораторным работам

3.  Проведение промежуточной аттестации

4.  Тестирование по дидактическим единицам

5.  Выполнение и защита расчетно графической работы.

Вопросы для подготовки к экзамену

1.  Какими особыми свойствами должны обладать радиотехнические материалы?

2.  Атомная (ковалентная) кристаллическая решетка.

3.  Ионная кристаллическая решетка.

4.  Молекулярная кристаллическая решетка.

5.  Ван-дер-ваальсовое взаимодействие.

6.  Кристаллическая структура металлов (с точки зрения зонной теории).

7.  Дефекты кристаллического строения. Общие сведения.

8.  Точечные дефекты. Вакансии, междоузельные и примесные атомы. Объемные дефекты.

9.  Дислокации: винтовые, краевые, двумерные (поверхностные) дефекты кристаллов, дефекты упаковки.

10. Энергетические дефекты – фононы.

11. Металлическая связь.

12. Дайте понятия об аморфных и кристаллических телах.

13. В чем отличие монокристаллов от поликристаллов?

14. Какими факторами обусловлена возможность материала проводить электрический ток?

15. Какие факторы влияют на электропроводность полупроводников?

16. Электропроводность и теплопроводность металлов.

17. Влияние различных факторов на удельную электропроводность.

18. Электродные потенциалы металлов. Электродвижущие силы.

19. Гальванические элементы. Электрохимические процессы, лежащие в основе их работы. Типы гальванических элементов.

20. Электрохимическая коррозия металлов и методы защиты от нее.

21. Классификация металлов.

22. Сплавы высокой проводимости.

23. Припои, сплавы для пайки.

24. Сплавы высокого сопротивления. Керметы.

25. Способы получение металлов высокой чистоты.

26. Общая характеристика элементарных полупроводников ( и с точки зрения зонной теории).

27. Полупроводники в системе (элементарные/простые полупроводники).

28. Полупроводниковые соединения. Классификация.

29. Реальные кристаллические решетки.

30. Перечислите основные характеристики магнитных свойств.

31. Дайте характеристику классов материалов в зависимости от их магнитных свойств.

32. В чем особенность ферромагнитных материалов?

33. Что собой представляет магнитная анизотропия? От чего зависят направления легкого и трудного намагничивания в материалах?

34. Дайте характеристику явления магнитного гистерезиса.

35. Какого влияние вихревых токов на процессы намагничивания в переменных полях?

36. Как магнитные свойства материалов зависят от температуры? Что собой представляет точка Кюри?

37. В чем смысл таких характеристик, как коэрцитивная сила, остаточная индукция, абсолютная магнитная проницаемость?

38. Какие материалы относятся к диэлектрикам?

39. Что такое электрическая прочность твердых диэлектриков?

40. В чем сущность явления электрического пробоя диэлектриков?

41. Какие факторы влияют на электрическую прочность диэлектриков?

42. Какие металлы относятся материалам высокой проводимости?

43. Какие металлы относятся к материалам низкой проводимости?

44. Какие сплавы применяются для изготовления термопар?

45. Чем обусловлены особенности применения материалов в электронике и микроэлектронике?

46. Охарактеризуйте области применения металлических пленок и микропроводов.

47. Какие материалы относятся к сверх проводящим?

48. Явление сверх проводимости.

49. Какие факторы ограничивают применение сверхпроводящих материалов в технике?

50. Охарактеризуйте общие требования, предъявляемые к полупроводниковым материалам.

51. В чем сущность выращивания полупроводников методом Чохральского?

52. В чем сущность метода зонной плавки полупроводников?

53. Каковы особенности Выращивания полупроводников кристаллизацией из газовой фазы?

54. Дайте характеристику методам получения р-n-переходов.

55. Каким образом получают эпитаксиальные полупроводниковые пленки?

56. Что собой представляют элементарные полупроводники? Перечислите основные элементарные проводники, применяемые в технике.

57. Охарактеризуйте германий, его основные свойства и области применения.

58. Охарактеризуйте кремний, его основные свойства и области применения.

59. В чем разница в способах получения монокристалла кремния и германия?

60. Каковы особенности органических полупроводников?

61. Каковы специфические эксплуатационные свойства диэлектриков?

62. По каким признакам классифицируют диэлектрики?

63. В чем сходство и отличие электроизоляционных и конденсаторных материалов?

64. В каких областях применяются газообразные, жидкие и твердые диэлектрики?

65. Каковы особенности структуры полимеров?

66. Каковы особенности термопластичных и термореактивных материалов?

67. Перечислите наиболее важные синтетические полимеры и области их применения.

68. Какие наполнители применяют для получения пластиков?

69. В каких областях используют пластики с газообразным наполнителем?

70. Приведите примеры пластиков с порошковым наполнителем. Каковы области их применения?

71. Эластомеры. Особенности их получения и использования.

72. Что собой представляют электроизоляционные лаки, эмали, компаунды?

73. В чем особенность стеклообразного состояния?

74. Чем отличаются активные диэлектрики от пассивных?

75. Какие материалы используются для производства твердотельных лазеров?

76. Каковы особенности свойств и применение сегнетоэлектриков?

77. Каковы особенности свойств и применение пьезоэлектриков?

78. Каковы особенности жидкокристаллических материалов? В каких областях они применяются?

79. Магнитно-мягкие материалы. Каковы особенности их структуры и обработки?

80. Железо как магнитно-мягкий материал.

81. Каковы особенности и основные виды электротехнической стали?

82. Охарактеризуйте основные виды железоникелевых сплавов.

83. Каковы преимущества и недостатки железокобальтовых сплавов?

84. Где применяются железоалюминиевые сплавы?

85. Магнитно-мягкие ферриты; каковы их преимущества и недостатки по сравнению с металлическими материалами?

86. Каковы особенности магнитодиэлектриков?

87. Магнитно-твердые материалы. Каковы особенности их структуры и обработки?

88. Каким параметром характеризуется качество магнитно-твердого материала?

89. Каковы способы получения коэрцитивной силы в литых магнитах на основе Fe-Al-Ni и деформируемых магнитах?

90. Какие ферриты используют в качестве магнитно-твердых материалов?

91. Каким требованиям должны отвечать материалы, используемые для магнитных носителей информации?

92. Бронзы. Области их применения.

93. Чем латуни отличаются от бронз?

94. Каковы основные требования, предъявляемые к припоям? Мягкие и твердые припои.

95. Строение фуллерена Сn.

96. Дайте характеристику строения и типов нанотрубок.

97. Перечислите области применения наноразмерных материалов.

98. Какой тип электропроводимости характерен для нанотрубок?

Примерный календарный план дисциплины

Перечень основной литературы

1.  Петров и электроника. Питер. 2003

2.  Нефедов и радиокомпоненты. Томск 2000

Перечень дополнительной литературы:

1.  Терев . М.1978

2.  Яманов и радиоматериалы. М.: Высшая школа. 1979

3.  , Назаров и радиокомпоненты. Учеб. Пособ. для ПТУ. М.: Высшая школа, 1986

4.  Угай и неорганическая химия. М.: Высшая школа. 2002

5.  Ормонт в физическую химию и кристаллохимию полупроводников. М.: Высшая школа, 1982

6.  Беляев -химические основы очистки металлов и полупроводниковых материалов. М.: Металлургия.1973

7.  Новоселова металлы и их применение. М.: Знание 1966

8.  , Авербах -химические процессы в полупроводниках и на их поверхности. Воронеж: ВГУ. 1981

9.  и др. Основы химии полупроводников. Киев. 1969

10.  , Семенова полупроводников. Учеб. Пособ. Воронеж: ВГУ. 1995

11.  Майофис диэлектриков. М.: Высшая школа, 1970

12.  , Корнев магнитные материалы. М.: Химия. 1987

13.  Шадров магнитные материалы // Физика и химия обработки материалов. 2002. № 5. с. 50-61.

14.  , , Угай полупроводников. Воронеж: Изд-во Воронеж. Полит. ун-та, 1995.

15.  Курс общей химии. – М.: Высшая школа, 2002

16.  Химия и радиоматериалы. –М.: Высшая школа, 1970

17.  Материаловедение. Технология конструкционных материалов/Учебное пособие под редакцией В. С Чередниченко. –М.: Омега-Л, 2006

18.  , Химия окружающей среды/ Учебное пособие Томск ТПУ, 2002

19.  , Физикохимия полимеров, М., химия, 1978.

20.  , Химия: Справочные материалы. – М.: Просвещение,
1984.

21.  , Синтетические клеи и мастики, М., 1970

22.  , , Химия эластомеров, -
М.: Химия, 1981.

23.  Химия полиуретанов: Пер. с англ. М.: Химия, 1968.

24.  Композиционные материалы на основе полиуретанов: Пер. с англ. / Под ред.
Дж. М. Бюиста. М.: Химия, 1982.

25.  Энциклопедия полимеров, т. 1, M., 1972, с. 439-54, 464-66; т. 2, M., 1974, с. 609-13.

26.  Смидович переработки нефти и газа. Часть вторая. М., «Химия», 1968.

27.  Материалы микроэлектронной техники: учебное пособие для вузов/ Под ред. , - М.: Радио и связь, 1989.

Перечень наглядных и других пособий (рабочие тетради, электронные учебники, аудио - и видеоматериалы и т. д.)

1.  Курс лекций в системе Power Point (16 часов);