Рабочая учебная программа дисциплины Материаловедение

Титульный лист к рабочей учебной программе

Форма Ф СО ПГУ 7.18.3/30

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова

кафедра Физики и приборостроения

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

дисциплины Материаловедение

для студентов специальности 5В071600 Приборостроение

Павлодар

Лист утверждения рабочей учебной программы

Ф СО ПГУ 7.18.3/34

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по УР

_____________

«__»_______________20_ г.

Составитель: ________ к. ф.-м. н., доцент

Кафедра Физики и приборостроения

Рабочая учебная программа

по дисциплине Материаловедение

для студентов специальности 5В071600 – Приборостроение

Рабочая прорамма разработана на основании рабочих учебных планов и каталога элективных дисциплин специальности, утвержденного _________

Рекомендована на заседании кафедры «____»________20___ г.

Протокол №___

Зав. кафедрой ____________ «___»________20____ г.

Одобрена учебно - методическим советом факультета _ФМиИТ____

«___»________20___ г. Протокол №____

Председатель УМС__________ «___»________20____ г.

СОГЛАСОВАНО

Декан факультета _______________ «___»_____20__ г.

ОДОБРЕНО

Начальник УМО __________«___»_______20__ г.

Одобрена учебно – методическим советом университета

«___»________20___ г. Протокол №____

1 Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе

1 Цель дисциплины – изучение и освоение физических и технических свойств конструкционных, специальных основных электротехнических, композиционных материалов.

Задачи дисциплины:

Задачами дисциплины являются знакомство с их классификацией в зави­симости от процесса протекания тока в материалах, с зависимостью их пара­метров от внешних воздействий и условий окружающей среды, с технологией получения и обработки конструкционных материалов.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

Иметь представление: о технологии производства конструкцион­ных, специальных, электротехнических, композиционных материалов, специ­фики обработки с учетом их индивидуальных свойств, сферах их применения в приборостроении, о направлениях совершенствования существующих материа­лов в электротехнических средствах и путях создания новых материалов.

Знать: упругие, тепловые, магнитные, электрические свойства и кон­кретное применение наиболее распространенных конструкционных, проводни­ковых, полупроводниковых, изоляционных и магнитных материалов, техноло­гию обработки этих материалов.

Уметь: производить выбор для конкретных условий применения видов и марок конструкционных, электротехнических и композиционных материалов с учетом их электрических, магнитных, механических параметров в зависимости от условий окружающей среды, правильно использовать электротехниче­ские средства, производить выбор газообразных и твердых диэлектриков и на­полнителей.

Приобрести практические навыки: выполнения измерений, расчета характеристик предполагаемых свойств в реальных условиях, органи­зации работ по испытаниям различных материалов.

Быть компетентными: в области создания новых электротехниче­ских материалов в приборостроении.

2 Пререквезиты

Для освоения данной дисципли­ны необходимы знания, умения и навыки, приобретенные при изучении следующих дисциплин: математика, физика, химия.

3 Постреквизиты

Знания, умения и навыки, полученные при изучении дисциплины необходимы для освоения следующих дисциплин: физика, основы электроники, основы автоматики.

4 Содержание дисциплины

4.1 ТЕМАТИЧЕСКИЙ План ДИСЦИПЛИНЫ
№	Название темы	Лекции	Практ. зан.	СРС
1	Введение	0,5	-	4
2	Строение материалов и их свойства. Виды дефектов. Конструкционные материалы и технология их обработки.	2,5	-	8
3	Проводниковые материалы	2	-	8
4	Магнитные материалы	2	4	8
5	Диэлектрики	2	4	8
6	Полупроводниковые материалы	2	3	8
7	Сверхпроводниковые материалы	2	4	8
8	Методы исследования материалов и элементов электронной техники	2	-	8
	Итого	15	15	60

4.2 Содержание лекционных занятий

Тема 1. Введение. Конструкционные материалы - физическая основа построения электротехнических, электронных деталей, плат, соединений и корпусов измерительных приборов и систем.

Тема 2. Строение материалов и их свойства. Конструкционные материалы и технология их обработки. Строение твердых тел. Структура и ее влияние на свойства материалов. Дефекты кристаллов. Физико-химические свойства материалов. Элементы зонной теории твердых тел. Классификация металлов. Металлические сплавы, строение и свойства. Строение и свойства железоуглеродистых сталей. Понятие о термической обработке сталей. Строение и свойства сталей. Сварка, резка, пайка. Литейное производство. Обрабока металлов давлением. Обработка металлов резанием.

Тема 3. Проводниковые материалы. Природа электропроводности металлов. Электрические свойства металлов с примесями и сплавов. Сопротивление проводников на высоких частотах. Материалы высокой проводимости. Сплавы высокого сопротивления. Сплавы для термопар и припои. Тугоплавкие металлы. Металлы со средним значением температуры плавления. Неметаллические проводящие материалы.

Тема 4. Магнитные материалы. Классификация магнитных материалов. Магнитные свойства ферро - и ферримагнетиков. Особенности ферримагнетиков. Магнитные материалы в переменном поле. Магнитомягкие низкочастотные материалы. Магнитомягкие высокочастотные материалы. Магнитные материалы специального назначения. Магнитотвердые материалы.

Тема 5. Диэлектрики. Поляризация диэлектриков. Электропроводность. Пробой диэлектриков. Потери в диэлектриках. Пассивные диэлектрики. Полимеры. Композиционные пластмассы. Электроизоляционные компаунды. Неорганические стекла. Ситаллы. Керамика. Активные диэлектрики. Сегнетоэлектрики. Пьезоэлектрики. Пироэлектрики. Электреты. Жидкие кристаллы. Материалы для твердотельных лазеров.

Тема 6. Полупроводниковые материалы. Простые полупроводники. Кремний. Германий. Сложные полупроводники. Полупроводниковые соединения типа AIIIBV. Полупроводниковые соединения типа AIIBVI. Полупроводниковые соединения типа AIVBIV.

Тема 7. Сверхпроводниковые материалы. Сверхпроводимость. Магнитные свойства сверхпроводников. Физическая природа сверхпроводимости.

Тема 8. Методы исследования материалов и элементов электронной техники. Контроль состава и структуры материалов. Оптическая микроскопия. Электронная микроскопия. Растровая электронная микроскопия. Рентгенографический анализ. Рентгеноспектральный микроанализ. Оже-электронная спектроскопия. Вторичная ионная масс-спектрометрия (ВИМС). Измерение удельного электрического сопротивления. Определение параметров полупроводников.

4.2 Содержание практических занятий

№	Наименование темы	Содержание	Вид контроля	Сроки выполн.
1	Проводниковые материалы	Природа электропроводности металлов. Электрические свойства металлов с примесями и сплавов. Сопротивление проводников на высоких частотах.	Проверка тетради	1–4 недели
2	Магнитные материалы	Магнитные свойства ферро - и ферримагнетиков. Особенности ферримагнетиков. Магнитные материалы в переменном поле.	Проверка тетради	5–8 недели
3	Диэлектрики	Поляризация диэлектриков. Электропроводность. Пробой диэлектриков. Потери в диэлектриках.	Проверка тетради	9–12 недели
4	Полупроводниковые материалы	Простые полупроводники. Кремний. Германий. Сложные полупроводники.	Проверка тетради	13–15 недели

4.3 Содержание СРС

№ п/п	Вид СРС	Форма отчетности	Вид контроля	Объем в часах
1	Подготовка к лекционным занятиям		Участие на занятии	15
2	Подготовка к практическим занятиям, выполнение домашних заданий	Рабочая тетрадь	Участие на занятии	15
3	Изучение материала, не вошедшего в содержание аудиторных занятий	Конспект	Коллоквиум	20
4	Подготовка к контрольным мероприятиям		РК 1, РК 2, тестирование	10
Всего	60

4.4 Темы, предлагаемые студентам для самостоятельного изучения:

Наименование темы	Содержание	Вид контроля	Сроки выполн.
1 Введение	Роль материалов в развитии электро– и радиотехники. Классификация материалов, используемых в электро– и радиотехнике.	Письм. Отчет. Защита.	2 неделя [4], 6-7 с.
2 Строение материалов и их свойства. Виды дефектов. Конструкционные материалы и технология их обработки	Виды дефектов. Сварка, резка, пайка. Литейное производство. Обрабока металлов давлением. Обработка металлов резанием.	Письм. отчет. Защита.	4 неделя [4], 24-26, 369–397 с., [6], 34-39 с.
3 Проводниковые материалы	Тепловые свойства металлов. Проводниковые материалы различного назначения. Тугоплавкие металлы. Металлы со средним значением температуры плавления.	Письм. отчет. Защита.	6 неделя [4], 415-417 с., 442–452
4 Магнитные материалы	Магнитомягкие высокочастотные материалы. Магнитные материалы специального назначения. Магнитотвердые материалы. Магнитострикция ферромагнетиков.	Письм. отчет. Защита.	8 неделя [4], 481-510 с., 469 с., [6], 291, 303 с.
5 Диэлектрики	Жидкие диэлектрики. Термопласты, реактопласты. Пластические массы.	Письм. отчет. Защита.	10 неделя [4], 166-200, [6], 668–669
6 Полупроводниковые материалы	Фотопроводимость (фоторезисторы). Вентильные свойства полупроводников (варикапы). Пробой p–n перехода (стабилитроны, варисторы).	Письм. отчет. Защита.	12 неделя [4], 272-296 с.
7 Сверхпроводниковые материалы	Сверхпроводники, криопроводники	Письм. отчет. Защита.	13 Неделя [4], 432-439 с.
8 Методы исследования материалов и элементов электронной техники	Лазерная обработка материалов (классификация лазеров, взаимодействие лазерного излучения с материалами, технологические операции). Электронно–лучевые технологии обработки материалов.	Письм. отчет. Защита.	14–15 Неделя [6], 510-539

5 Список литературы

Основная:

1 , , Тареев мате-риалы: Учебник для вузов.- 7-е изд., перераб. и доп.- Л.: Энергоатомиздат • 1985. - 304 с. :ил.

2 , , Бухаркин обработка материалов: Учебник для вузов. - М.: Машиностроение, 1981. - 263 с.

3 Журавлева . Учеб. / ; Мин. Образования РФ-М.: ПрофОбрИздат, 2001. - 311 с.

4 Колесов и технология конструкционных материалов: Учеб. для вузов. – М.: Высш. шк., 2004. - 519 с.

5 Материаловедение/ Под ред. , М.: Машиностр.,1986.

6 Материаловедение. Технология конструкционных материалов. Учеб. издание/ Под ред. - Новосибирск: Изд-во, НГТУ, 2009. - 752 с.

Дополнительная:

7 Козлов : Учебное пособие / .-М.: Агар, 2000.-181 с.

8 , Леонтьева , М.:Машиностр.,1980.

9 , Леонтьева , М.:Машиностр.,1990.

10 Материалы в приборостроении и автоматике: Справочник / Под ред. , М.:Машиностр.,1982.

11 Материаловедение: Технология конструкционных материалов/ [и др.].-Новосибирск.-(Учебники НГТУ). Т.1:Элементы теоретических основ материаловедения и технологии получения и обработки материалов. -2004.-504с.

12 Материаловедение: Технология конструкционных материалов/[и др.].-Новосибирск.-(Учебники НГТУ). Т.2: Технология получения и обработки материалов. Материалы как компоненты оборудования.-2004.-506с.

Выписка из рабочего учебного плана специальности

Форма Ф СО ПГУ 7.18.3/32

Выписка из учебного плана специальности:

5B071600 «Приборостроение»

Наименование дисциплины: «Материаловедение»

Форма обучения

Трудоёмкость дисциплины

Формы контроля по семестрам

семестр

Объем работы студентов по семестрам

кредитов

академических часов

кредитов

аудиторных занятий (ак. часов)

СРС (ак. часов)

всего

ауд

СРС

экз.

зач.

КП

КР

всего

лек

пр.

лаб

всего

СРСП

Очная на базе ОСО

2

90

30

60

3

5

2

30

15

15

–

60

30

Заведующий кафедрой ___________ «___»_________20___г.