ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано | Утверждаю | |
Руководитель ООП по специальности 261400 декан МФ проф. | Зав. кафедрой МиТХИ проф. |
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Неметаллические материалы»
(наименование по рабочему учебному плану)
Направление: 261400 «Технология художественной обработки материалов»
Профиль: Технология художественной обработки материалов
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная
Составитель: старший преподаватель
Санкт-Петербург
2012
Составитель: старший преподаватель
Научный редактор:
1. Цель и задачи дисциплины.
Целью освоения дисциплины «Неметаллические материалы» является теоретическая и практическая подготовка будущих специалистов в области технологии художественной обработки материалов, которая является необходимой для оптимального выбора материалов и технологий их обработки для производства художественных изделий различного назначения, использования теоретических знаний в своей практической профессиональной деятельности.
Задачей изучения дисциплины «Неметаллические материалы» является овладение знаниями:
- закономерностей, связывающих химический состав, структуру (строение) и свойства материалов; закономерностей изменения свойств материалов в процессе изготовления и эксплуатации изделий; методов целенаправленного изменения механических и декоративных свойств материалов; химического состава и строения, свойств и областей применения основных видов неметаллических материалов, используемых для производства художественных изделий.
2. Место дисциплины в структуре ООП.
Дисциплина «Неметаллические материалы» входит в базовую (общепрофессиональную) часть профессионального цикла дисциплин.
Дисциплина «Неметаллические материалы» является специальной дисциплиной профессионального цикла (базовая часть).
Изучается студентами специальности 261400 на 2 курсе, в 3 семестре.
Дисциплина является составной частью «Материаловедения» - науки изучающей связь и закономерности изменения свойств под влиянием внешних воздействий, возникающих в процессе производства и эксплуатации изделий из этих материалов. Курс «Неметаллические материалы» посвящен углубленному изучению синтетических (полимеры, пластмассы) и природных (древесина) органических материалов, а также неорганических стекол и керамики. Все эти материалы весьма широко используются при изготовлении и для изготовления разнообразных художественных изделий, в том числе и массового производства. Соответственно курс лекций «Неметаллические материалы» основывается на знаниях, полученных в следующих предшествующих дисциплинах:
«Химия»: атомная структура химических элементов, типы связей, структурные химические формулы, разделение на органические и неорганические вещества;
«Физика»: физические характеристики вещества (прочность, эластичность);
«Кристаллография и дефекты кристаллического строения»: внутренняя структура вещества, стехиохимические формулы вещества, анизотропия;
«Информатика»: простейшие навыки работы на компьютере и в сети Интернет, умение использовать прикладное программное обеспечение, в частности: пакеты универсальных математических программ, текстовый процессор и редактор формул (для оформления отчетов).
Минимальным требованием к «входным» знаниям, необходимым для успешного усвоения данной дисциплины является:
удовлетворительное усвоение программ по указанных выше разделам, владение персональным компьютером на уровне уверенного пользователя.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-3, ОК-4, ОК-5, ОК-6, ОК-12, ОНК-1, ОНК-3, ОНК-5, ОНК-9, ИК-5, ПК-1, ПК-2, , ПК-9, ПК-7, ПК-9.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
· особенности строения органических синтетических (пластмассы), природных (древесных) и неорганических (стекло, керамика) материалов;
· основные физические, механические, декоративные, и технологические свойства этих материалов;
· закономерности изменения свойств под влиянием различных технологических и эксплуатационных факторов;
· пути улучшения конкретных свойств материалов;
· номенклатуру, классификацию, характерные свойства и области применения неметаллических материалов, используемых в производстве художественных изделий;
· принципиальные основы технологии переработки различных видов неметаллических (органических и неорганических) материалов в изделия;
· основные факторы, определяющие рациональный выбор неметаллических материалов для изделий с повышенными декоративыми свойствами.
Уметь:
· определять вид материала по классифицирующим признакам;
· определять плотность пористых материалов (керамики и древесины);
· устанавливать пороки древесины и использовать некоторые из них для улучшения эстетических характеристик изделия;
· работать с учебной, справочной и научной литературой по материаловедению и технологии обработки неметаллических материалов;
· производить оптималиный выбор материалаи технологии его обработки для изготовления художественных изделий различного назначения.
Иметь представление о:
- методах определения механических свойств неметаллических материалов; дефектах изделий из древесины, стекла, керамики и путях их предотвращения; способах упрочнения неметаллических материалов; путях повышения декоративных свойств различных видов изучаемых в рамках дисциплины материалов; влияния внешних (эксплуатационных) факторов на свойства неметаллических материалов и долговечность изделий.
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 2,5 зачётные единицы.
Вид учебной работы | Всего часов |
Аудиторные занятия (всего) | 34 |
В том числе: | |
Лекции | 17 |
Практические занятия (ПЗ) | 0 |
Семинары (С) | 0 |
Лабораторные работы (ЛР) | 17 |
Самостоятельная работа (всего) | 56 |
В том числе: | |
Курсовой проект (работа) | 0 |
Контрольная работа | 0 |
Реферат | 34 |
Другие виды самостоятельной работы: | |
Работа с литературой | 22 |
Вид промежуточной аттестации (зачёт, экзамен) | зачет |
Общая трудоёмкость час зач. ед. | 90 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1 | Предмет курса и задачи его изучения. | Неметаллические материалы в производстве художественных изделий. Важность изучения механических и декоративных свойств этих материалов. |
2 | Органические материалы. | Особенности строения и свойства полимеров |
2.1 | Органические синтетические полимерные материалы. | Полимеризация. Структурные формулы полимеров. Степень полимеризации и молекулярная масса, их влияние на свойства полимеров. Особенности строения и свойств полимеров с линейной, разветвленной и замкнутой пространственной (сетчатой) структурой. Реальная форма линейных (цепных) макромолекул. Характер деформации полимеров при постоянной нагрузке и изменяющейся температуре (термомеханические кривые). Стеклообразное, высокоэластичное и вязкотекучее состояние, их корреляция со структурой полимеров. Термопластичные и термореактивные полимеры. Прочность термопластичных и термореактивных полимеров в стеклообразном состоянии. Вынужденная эластичность. Влияние скорости нагружения, температуры и длительности испытаний. Долговечность полимеров. Старение полимеров. Тепло - и морозостойкость. |
2.2 | Пластмассы. | Компоненты пластмасс (связующие, наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, отвердители, красители и др.) и их роль в материале. Классификация пластмасс по типу и химической природе полимерной основы и виду наполнителя. Малоотходные способы формирования изделий из пластмасс. Декоративные свойства. Основные типы пластмасс, используемые в качестве конструкционных, настилочных, облицовочных и клеевых материалов. Преимущества и недостатки пластмасс. |
2.3 | Древесные материалы. | Строение древесины: Макроструктура древесины: заболонь, ядро. Ядровые и безъядровые (спелодревесные и заболонные) породы. Годичные слои. Ранняя и поздняя древесина. Микростроение древесины хвойных пород. Строение, расположение и функции трахеид и сердцевинных лучей. Различия в геометрических параметрах ранних и поздних трахеид; влияние этих различий на свойства древесины. Особенности микроструктуры лиственных пород. Основные структурные (анатомические) элементы – сосуду, либриформ. Кольцесосудистые и рассеянососудистые породы. Химический состав и полимерное строение клеточных стенок. Целлюлоза и лигнин – основные вещества клеточных стенок. Элементарные фибриллы, микро - и макрофибриллы. Особенности строения древесины – причина различия свойств хвойных, лиственных пород и сильной анизотропии свойств всех древесных пород. |
2.4 | Искусственные материалы на основе древесины. | Модифицированная древесина. Композиционные древесные материалы. |
3 | Неорганические материалы. | Общая характеристика: достоинства, недостатки, классификация. |
3.1 | Неорганические стекла. | Стеклообразное состояние и структура неорганических стекол. Классификация стекол по стеклообразующему веществу. Содержанию модификаторов, назначению. Составы и классификация технических стекол; области их применения. Зависимость вязкости стекла от температуры. Температурные области обработки стекла. Физико-химические и механические свойства стекол, пути повышения прочности неорганических стекол. Разновидности художественного стекла. Хрустальные стекла. Принцип окрашивания стекла. Вещества – красители для получения стекол различной окраски. Глушение стекла. Дымчатые и черные стекла, опаловые и непрозрачные стекла. Ювелирные стекла. Декоративное строительное стекло и витражи. Глазури и эмали. |
3.2 | Стеклокристаллические материалы (ситаллы) | Состав и структура ситаллов. Классификация. Физико-химические и механические свойства. Область применения. Закристаллизованные художественные стекла. |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | |||||||
1 | 2 | 2,1 | 2,2 | 2,3 | 2,4 | 3 | 3,1 | ||
1 | Технология холодной и горячей эмали | - | + | + | + | – | – | – | + |
2 | Спец. технологии | + | + | + | + | + | + | + | + |
3 | Дипломное проектирование | - | + | + | - | + | + | - | - |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекции | Прак. зан. | Лаб. зан. | Семин. | СРС | Всего час. |
1 | Предмет курса и задачи его изучения. | 1 | – | ||||
2 | Органические материалы. | 2 | - | 14 | |||
3 | Органические синтетические полимерные материалы. | 4 | 4 | ||||
4 | Пластмассы. | 3 | 4 | 10 | |||
5 | Древесные материалы. | 4 | - | 18 | |||
6 | Искусственные материалы на основе древесины. | 3 | 4,5 | ||||
7 | Неорганические материалы. | 2 | – | 14 | |||
8 | Неорганические стекла. | 8 | 4.5 | ||||
9 | Стеклокерамические материалы | 7 | – |
6. Лабораторный практикум:
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудо-ёмкость (час.) |
1 | 2-2,2 | Влияние природы полимера на технологию изготовления изделий из пластмасс. | 4 |
2 | 2,3 | Влияние параметров полимеров макроструктуры на физико-механические свойства древесины. | 4 |
3 | 2,3-2,4 | Текстура древесины. Декоративные свойства шпона различных пород. | 4,5 |
4 | 3-3,1 | Расчет химического состава шихты. | 4,5 |
7. Практические занятия (семинары): не предусмотрены.
8. Примерные темы эссе, рефератов и др.:
Высокомолекулярное строение полимеров. Структура макромолекул. Классификация полимеров. Термопластичные и термореактивные полимеры, их свойства. Пластмассы: состав, классификация, принцип переработки. Макро - и микростроение древесины. Классификация древесных пород. Механические и декоративные свойства древесины. Древесные материалы (модифицированная древесина). Разновидности художественного стекла. Цветные стекла: принципы окрашивания. Закристаллизованные художественные стекла. Способы декоративной обработки стекол. Классификация и основы производства керамики. Классификация изделий тонкой керамики. Материалы архитектурно-строительной керамики. Состав и классификация резин.9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1. Художественное материаловедение: по видам материалов: Учебник. Коллектив авторов под редакцией . МГАПИ. Москва, 2005.
2. Материаловедение. Коллектив авторов под редакцией . Издательство МГТУ имени . Москва, 2002.
3. Лахтин / , Леонтьева . Москва, 1990.
4. Солнцев / , Пряхин , Москва, 2007.
5. Уголев с основами лесного товароведения. Издательство МГУЛ. Москва, 2001.
6. Ланцетти художественного стекла/ , Нестеренко школа. Москва, 1987.
б) дополнительная литература
8. еталлы, керамика, полимеры/ Дью-томиздат. Москва, 1979.
9. Гончаров изделий из древесины/, , Буглай промышленность. Москва, 1990.
10. Крыжановский свойства полимерных материалов. Профессия. Санкт-Петербург, 2003.
11. Леонтьев древесины./, СПбЛТА. Санкт-Петербург, 2001.
12. Леонтьев древесины. СПбЛТА. Санкт-Петербург, 2002.
в) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: ресурсы Интернет.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
_____________________________________________________________________________
Разработчики:
кафедра МиТХИ старший преподаватель
