Рабочая программа по дисциплине «М.1.2.2 Химическая физика твердого тела» (стр. 3 )

и сдачу экзамена.

Лабораторные работы считаются успешно выполненными в случае предоставления в конце занятия отчета (журнала), включающего тему, цель, ход работы, соответствующие схемы, графики, расчеты и ответа на теоретические вопросы по теме работы. Шкала оценивания – «зачтено / не зачтено». «Зачтено» за лабораторную работу ставится в случае, если она полностью правильно выполнена, при этом обучающимся показано свободное владение материалом по дисциплине. «Не зачтено» ставится в случае, если работа выполнена неправильно, тогда она возвращается на доработку и затем вновь сдаётся на проверку преподавателю.

Самостоятельная работа считается успешно выполненной, в случае, если проработан теоретический материал по каждой теме. Задания соответствуют пункту 9 рабочей программы.

К экзамену по дисциплине обучающиеся допускаются при:

- предоставлении всех отчетов по всем практическим работам и защите всех занятий;

- сдачи всех отчетов по всем темам самостоятельной работы и их защите;

- активном участии при проведении коллоквиумов и практических занятий (занятий в интерактивной форме)

- успешном написание тестовых заданий.

Экзамен сдается в устном виде по билетам. На подготовку билета обучающемуся дается 40 минут. Оценивание результатов выполнения теста проводится по 5-балльной шкале. Оценка «2» (неудовлетворительно) ставится при правильном ответе на 0%-35%; оценка «3» (удовлетворительно) – при правильном ответе на 40%-65%; оценка «4» (хорошо) – при правильном ответе на 70%-90% и оценка «5» (отлично) – при правильном ответе на 95%-100%. Вопросы по билетам представлены из перечня «Экзаменационные вопросы». Оценивание проводится по 5-балльной шкале.

Оценка «5» (отлично) ставится при:

- правильном, полном и логично построенном ответе,

- умении оперировать специальными терминами,

- использовании в ответе дополнительного материала,

- иллюстрировании теоретических положений практического материала.

Оценка «4» (хорошо) на экзамене ставится при:

- правильном, полном и логично построенном ответе,

- умении оперировать специальными терминами,

- использовании в ответе дополнительного материала,

- иллюстрировании теоретических положений практического материала,

но в ответе:

- имеются негрубые ошибки или неточности;

- возможны затруднения в использовании практического материала;

- делаются не вполне законченные выводы или обобщения.

Оценка «3» (удовлетворительно) ставится при:

- схематичном неполном ответе;

- неумении оперировать специальными терминами или их незнание;

- ответе с одной грубой ошибкой;

- неумении приводить примеры практического использования научных знаний.

Уровни освоения компетенций в рамках дисциплины М.2.2.1 «Химическая физика твердого тела»

Ступени уровней освоения компетенций	Отличительные признаки
Пороговый уровень (удовлетворительно)	Имеет удовлетворительные знания: основные уравнения электрохимической термодинамики, кинетики и механизма образования новой фазы на границе электрод/твердый электролит, отражающие влияние объемного и поверхностного заряда в твердой фазе, соотношение электронной и ионной составляющей электропроводности твердых электролитов (ТЭЛ), степени дефектности структуры. Недостаточно хорошо умеет: изготавливать и собирать электрохимические ячейки, электроды сравнения и схемы установок; проводить расчет диффузионно-кинетических параметров процесса и не умеет делать заключение о механизме массопереноса и образовании новых фаз. Недостаточно хорошо владеет методами и методиками: определения проводимости и механизма переноса заряда в твердых электролитах; определения энергии активации электрохимической реакции; определения диффузионно-кинетических и емкостных параметров процесса.
Продвинутый (хорошо)	На хорошем уровне знает: основные уравнения электрохимической термодинамики, кинетики и механизма образования новой фазы на границе электрод/твердый электролит, отражающие влияние объемного и поверхностного заряда в твердой фазе, соотношение электронной и ионной составляющей электропроводности твердых электролитов (ТЭЛ), степени дефектности структуры. Достаточно хорошо умеет: изготавливать и собирать электрохимические ячейки, электроды сравнения и схемы установок; проводить расчет диффузионно-кинетических параметров процесса и делать заключение о механизме массопереноса и образовании новых фаз. Хорошо владеет методами и методиками: определения проводимости и механизма переноса заряда в твердых электролитах; определения энергии активации электрохимической реакции; определения диффузионно-кинетических и емкостных параметров процесса. Но в ответе имеются негрубые ошибки или неточности, возможны затруднения в использовании практического материала, делаются не вполне законченные выводы или обобщения.
Высокий (отлично)	В совершенстве знает: основные уравнения электрохимической термодинамики, кинетики и механизма образования новой фазы на границе электрод/твердый электролит, отражающие влияние объемного и поверхностного заряда в твердой фазе, соотношение электронной и ионной составляющей электропроводности твердых электролитов (ТЭЛ), степени дефектности структуры. Умеет: изготавливать и собирать электрохимические ячейки, электроды сравнения и схемы установок; проводить расчет диффузионно-кинетических параметров процесса и делать заключение о механизме массопереноса и образовании новых фаз. На высоком уровне владеет методами и методиками: определения проводимости и механизма переноса заряда в твердых электролитах; определения энергии активации электрохимической реакции; определения диффузионно-кинетических и емкостных параметров процесса. Использует в ответе дополнительный материал.

Вопросы к модулю:

1.  Поверхностная энергия и форма кристалла. Адсорбция атомов.

2.  Дефекты и аморфные полупроводники. Порог фотоэмиссии и гетеропереходы.

3.  Явления переноса в твердых телах. Феноменологические уравнения диффузии. Уравнение Ома и Фика. Уравнение переноса в свете статистической теории.

4.  Теплота переноса ионов и энергия активации электропроводности в структурно-разупорядоченных электролитах.

5.  Прохождение тока через границу электрод – ТЭЛ. Импеданс межфазной границы электрод-ТЭЛ.

6.  Равновесные концентрации дефектов. Вакансии. Электропроводность.

7.  Самодиффузия. Химическая диффузия. Роль вакансий. Приближение Вагнера. Термоэлектрический эффект. Эффект Зеебека.

8.  Электроды гальванических ячеек с ТЭЛ. Электроды с электрохимически активным элементом. Механические смеси.

9.  Блокирующие электроды. Окислительно-восстановительные электроды. Электроды сравнения.

10.  Физико-химическая механика. Работы Ребиндера понижение прочности. Основы теории физико-химической деформации и разрушения металлов и твердых тел с учетом адсорбционного взаимодействия с внешней средой.

11.  Механизм действия ПАВ при деформации твердых тел и разработка новых высокоэффективных смазочных материалов для обработки (механической) новых прочных и сверхпрочных материалов. Основные задачи физико-химической механики.

12.  Развитие теории структурообразования. Зависимость механических свойств твердых тел и структурированных систем, особенностей процессов деформации и разрушения от совокупности механических факторов, температуры, состава и структуры, физико-химических взаимодействий с окружающей средой.

13.  Развитие теории структурообразовании при кристаллизации их расплавов и возможности модифицирования расплавов добавками ПАВ, создания высокодисперсных эмульсий (одного метла в другом) и тонкодисперсных суспензий нерастворимых коллоидных примесей в металлах (оксидов, карбидов, нитридов, силицидов и т. п.). Закономерности создания ячеистой структуры (каркаса) из таких примесей. Механизм образования стекла, ситаллы.

14.  Создание новых методов механической обработки металлов и твердых тел, разработка комплексных процессов оптимальной механической физико-химической и термической обработки материалов и решение проблемы создания материалов с особыми свойствами с учетом потребностей новейшей техники.

Перечень вопросов к экзамену:

1.  Взаимосвязь между химическими свойствами металлов, сплавов (механических смесей, твердых растворов, интерметаллических соединений) и их соединений (оксидов, галогенидов, халькогенидов, нитридов, фосфатов, хроматов, молибдатов и т. д.) с электронным строением.

2.  Твердые электролиты. Зависимость диффузии, подвижности и электропроводности ионов в структуре ТЭЛ от их концентрации и температуры.

3.  Неорганические полимеры и органические полупроводники. Влияние объемного заряда на их свойства.

4.  Электроны и дырки в ионных кристаллах. Два механизма движения свободных зарядов. Ширина запрещенной зоны ионных кристаллов. Электронные ловушки.

5.  Электронная структура ионных кристаллов и твердых электролитов. Электронная проводимость. Влияние примесей на электронные процессы. Донорные и акцепторные свойства примесных дефектов. Явление окрашивания, центры окраски, их диффузия в ионных кристаллах и ТЭЛ.

6.  Подвижность электронов и дырок в ионных кристаллах и ТЭЛ. Электронная и дырочная проводимость ТЭЛ. Энергия активации проводимости.

7.  Методы измерения электронной и дырочной проводимости ТЭЛ.

8.  Связь между электронной, дырочной и ионной проводимостями. Влияние ионного тока на электронную проводимость ТЭЛ.

9.  Ионные и электронные дефекты в кристаллах и теория фотографического процесса.

10.  Типы электрохимических ячеек для измерения электронной проводимости.

11.  Определение стехиометрического состава ТЭЛ.

12.  Основные положения теории Паттерсона, Боргена и Рэппа.

13.  Поляризационный метод Хебба-Вагнера.

14.  Быстрое определение электронной проводимости по методу Свинкелса.