Программа вступительных экзаменов по
направлению подготовки: 22.06.01 – Технологии материалов
Специальность научных работников: 05.16.06 – Порошковая металлургия и композиционные материалы.
1. Общие сведения об углероде и углеродных материалах (УМ).
1.1 Атом углерода. Гибридизация связей. Формы углерода (графит, алмаз, карбин, фуллерены, нанотрубки).
1.2 Диаграмма состояния углерода. Области сосуществования алмаза и графита.
1.3 Классификация УМ по областям применения.
2. Кристаллическая структура УМ.
2.1 Кристаллические решетки углеродных материалов и их основные характеристики. Анизотропия свойств кристалла графита.
2.2 Структура УМ и её изменение при термической обработке. Степень графитации и её определение рентгенографическим методом. Графитирующиеся, труднографитирующиеся и неграфитирующиеся УМ.
3. Принципиальная схема получения УМ по традиционной технологии.
3.1 Основные переделы и их характеристика (подготовка сырья, смешение, прессование заготовок, обжиг, уплотнение пропиткой, графитация).
3.2 Основные закономерности составления рецептур шихт для УМ.
4. Общие сведения o композиционных материалах (КМ).
4.1 Особенности строения КМ. Понятие о матрице и армирующих компонентах, их функции в КМ.
4.2 Классификация КМ по ориентации армирующих компонентов, по способу получения, по применению.
5. Армирующие компоненты КМ.
5.1 Способы получения углеродных армирующих компонентов КМ: порошки, непрерывные волокна, наноматериалы.
5.2 Структура основных углеродных армирующих компонентов КМ (коксы, углеродные волокна, наноматериалы).
5.3 Свойства (прочность, модуль упругости, плотность, реакционная способность) основных углеродных армирующих компонентов КМ (коксы, углеродные волокна, наноматериалы).
6. Матричные материалы для КМ (пеки, смолы, металлы).
6.1 Получение углеродных матричных материалов.
6.2 Свойства матричных материалов.
7. Основные способы и закономерности процессов формирования заготовок КМ.
7.1 Особенности формования заготовок с волокнистыми армирующими компонентами (намотка, укладка и др.)
7.2 Формование заготовок заливкой жидкой матрицей армирующих компонентов.
7.3 Формирование заготовок пиролитическим методом (осаждение матричного материала из газовой фазы).
7.4 Прессование в пресс-форму и выдавливанием через мундштук.
7.5. Гидро - и газостатическое прессование.
8. Термическая обработка КМ.
8.1 Обжиг (карбонизация) углеродных КМ.
8.2 Графитация углеродных КМ.
8.3 Изменение свойств углеродных КМ при термической обработке.
9. Структура КМ.
9.1 Схемы армирования КМ.
9.2 Пористая структура углеродных материалов. Факторы, влияющие на формирование пористости. Характеристики пористой структуры (размеры пор и их распределение по эффективным радиусам).
10. Функциональные покрытия.
10.1 Методы нанесения и основные характеристики покрытий армирующих компонентов.
10.2 Методы нанесения и основные характеристики покрытий КМ.
11. Свойства КМ
11.1 Плотность (теоретическая, пикнометрическая, объемная). Методы определения; связь объемной плотности с основными свойствами материала.
11.2 Физико-механические свойства. Анизотропия свойств. Пределы прочности при сжатии, изгибе, растяжении, сдвиге. Деформация. Зависимость физико-механических свойств материала от температуры обработки и температуры испытаний.
11.3 Теплофизические свойства: теплопроводность, температуропроводность, коэффициент термического расширения, теплоемкость. Зависимость теплофизических свойств материала от температуры обработки и температуры испытания.
11.4 Электрические свойства. Зависимость электрических свойств материала от температуры обработки и температуры испытания.
11.5 Химические свойства. Взаимодействие КМ с газовыми средами (воздух, оксид и диоксид углерода, пары воды). Взаимодействие КМ с жидкими средами (кислоты, щелочи, растворы солей, органические растворители).
Литература.
1. Чалых углеграфитовых материалов. М. Металлургия. 1963.
2. , , Крымов композиционные материалы в элементах конструкций и производстве авиационных газотурбинных двигателей. Учебное пособие // Изд. МГТУ им. . - М. - 2007. - 300 с.
3. , Варенков композиционные материалы. М. Интермет инжиниринг. 2003.
Гл.1.С.15-23; гл.2.С.23-44; гл.7.С.160-188; гл.9.С.228-259; гл.11.С339-365;гл.18.С.502-517.
4. Композиционные материалы. Справочник. Под ред. и - М.: Машиностроение. 1990.
5. Бальшин основы порошковой металлургии и металлургии
и волокна. М.: Металлургия. 1972.
6. , , Шипков -ственный графит. М. Металлургия. 1986.
7. Свойства конструкционных материалов на основе углерода. Справочник. Под ред. . 1975. С. 5-18; 41-48; 54-55;87-90; 100-105; 113-115.
8. Раков и фуллерены: Учебн. пособие.- М.:Университетская книга, Логос, 2006.- 376 с.
9. Емяшев металлургия тугоплавких соединений.– М.: Металлургия, 1987. - 208 с.
10.Островский материаловедения искусственных графитов [Текст]/ – Москва: Металлургиздат, 2011 – 112 c.
11. Графит в науке и ядерной технике./ , , . – Новосибирск; Изд. – во СО РАН, 2013 г. – 198 с.
Направление подготовки: 18.06.01 – Химическая технология
Специальность научных работников: 05.17.11«Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов»
1. Общие сведения об углероде и углеродных материалах (УМ).
1.1 Атом углерода. Гибридизация связей. Формы углерода (графит, алмаз, карбин, фуллерены, нанотрубки).
1.2 Диаграмма состояния углерода. Области сосуществования алмаза и графита.
1.3 Классификация УМ по областям применения.
2. Кристаллическая структура УМ.
2.1 Кристаллические решетки углеродных материалов и их основные характеристики. Анизотропия свойств кристалла графита.
2.2 Структура УМ и её изменение при термической обработке. Степень графитации и её определение рентгенографическим методом. Графитирующиеся, труднографитирующиеся и неграфитирующиеся УМ.
3. Пористая структура УМ.
3.1 Понятие общей и открытой пористости. Вычисление объема пор УМ из данных по плотности, определенной разными методами.
3.2 Размер пор и их распределение по размерам для УМ.
4. Принципиальная схема получения УМ по традиционной технологии.
4.1 Основные переделы и их характеристика (подготовка сырья, смешение, прессование заготовок, обжиг, уплотнение пропиткой, графитация).
4.2 Основные закономерности составления рецептур шихт для УМ.
5. Наполнители УМ.
5.1 Коксы (нефтяные, сланцевые, пековые). Характеристика сырья коксования. Способы получения коксов (кубовое и замедленное коксование).
5.2 Показатели качества коксов (пикнометрическая плотность, выход летучих, содержание серы, зольность, микроструктура).
5.3 Термическая подготовка коксов (прокалка). Изменение элементного состава и свойств кокса при прокалке. Оборудование прокалки (вращающиеся и ретортные печи).
6. Связующие и пропитывающие вещества для получения УМ.
6.1 Получение каменноугольных пеков. Среднетемпературные и высокотемпературные пеки. Показатели качества каменноугольных пеков (температура размягчения, выход летучих продуктов, компонентный состав, зольность).
6.2 Термическая обработка пеков (карбонизация). Изменение компонентного состава при термической обработке.
7. Измельчение коксов (дробление, размол, рассев).
7.1 Оценка степени измельчения. Гранулометрический анализ порошков кокса (ситовой, седиментационный).
7.2 Основные виды оборудования для дробления и размола (щековые, валковые и молотковые дробилки; шаровые, струйные и вибрационные мельницы).
7.3 Разделение порошков кокса на фракции. Основные виды оборудования (грохота, сита, циклоны, фильтры).
8. Смешение наполнителей со связующим.
8.1 Понятие об эффективности смешения. Влияние времени и температуры смешения на качество коксопековых масс.
8.2 Особенности смешения при совместном помоле.
8.3 Смесильные машины.
9. Прессование (формование) коксопековых масс и пресспорошков.
9.1. Основные закономерности прессования коксопековых масс при выдавливании через мундштук. Роль пластичности массы. Температурный режим прессования.
9.2 Прессование нагретых коксопековых масс и пресспорошков в пресс-формы, гидростатическое прессование. Роль трения и бокового давления.
9.3 Распределение плотности в заготовках при разных способах прессования.
10. Обжиг заготовок УМ.
10.1 Процессы, происходящие при обжиге заготовок (выход летучих продуктов, изменение размеров заготовки).
10.2 Многокамерная кольцевая печь обжига. Температурное поле камеры кольцевой печи. График нагрева заготовок.
11. Уплотнение обожженных заготовок.
11.1 Уплотнение пропиткой пеками с последующей термообработкой.
Параметры пропитки (температура, время, давление). Изменение свойств УМ при пропитке.
11.2 Оборудование для пропитки (автоклавы).
12. Графитация.
12.1 Основные теории графитации (Ачесона, Веселовского, Франклин-Касаточкина).
12.2 Графитировочные печи. Распределение температуры в печи.
13. Основные УМ традиционной технологии (получение, свойства, применение).
13.1 Графиты, формуемые при нагреве методом экструзии (крупнозернистые УМ - электроды, блоки, огнеупорные изделия, среднезернистые УМ – конструкционные).
13.2 Мелкозернистые графиты, формуемые в пресс-форму.
13.3 Особенности макроструктуры крупно-, средне - и мелкозернистых УМ.
13.4 Области применения УМ (атомная промышленность, электроника, металлургия, машиностроение и др.)
14. Углеродные материалы нетрадиционной технологии (получение, свойства, применение).
14.1 Пироуглерод и пирографит. Зависимость структуры и свойств материалов от температуры получения.
14.2 Стеклоуглерод.
14.3 Углеродные волокна и материалы на их основе (углеродные ткани, углерод-углеродные композиционные материалы).
15. Материалы на основе углерода (получение, свойства, применение).
15.1 УМ, пропитанные металлами. Применение УМ, пропитанных металлами, как антифрикционных материалов.
15.2 Силицированный графит.
15.3 Углеродные материалы, пропитанные синтетическими смолами или получаемые с применением смол как связующих (графитопласты).
16. Плотность УМ (теоретическая, пикнометрическая, объемная).
Методы определения; связь объемной плотности с основными свойствами УМ.
17. Физико-механические свойства (прочность и модуль упругости).
Зависимость физико-механических свойств от конечной температуры обработки и температуры испытания. Предел прочности при сжатии основных марок УМ традиционной технологии.
18. Электрические свойства УМ.
Макро - и микрофакторы, определяющие электросопротивление УМ. Изменение электросопротивления УМ при термической обработке; зависимость электросопротивления от температуры испытания.
19. Теплофизические свойства УМ.
19.1 Теплопроводность УМ: макро - и микроструктурные факторы, определяющие теплопроводность УМ; зависимость теплопроводности от конечной температуры обработки УМ.
19.2 Коэффициент термического расширения УМ.
20. Химические свойства УМ.
20.1 Взаимодействие УМ с газовыми средами (кислород воздуха, диоксид углерода, пары воды).
20.2 Взаимодействие УМ с жидкими агрессивными средами.
Литература.
1. Чалых углеграфитовых материалов. М.: Металлургия. 1972.
2. Свойства конструкционных материалов на основе углерода. Справочник. Под ред. . М.: Металлургия. 1975.
3. , , Шипков графит. М.: Металлургия. 1986.
4. Фиалков . Межслоевые соединения и композиты на его основе. М.: Аспект Пресс. 1997.
5. Селезнев сырье для электродной промышленности. М.: «Профиздат». 2000.
6. , Костиков графит. М.: Металлургия. 1977.
7. Раков, и фуллерены. М.: Университетская книга, Логос, 2006. – 376 с.: ил.
8.Фиалков и аппараты производства порошковых углеграфитовых материалов. М., Аспект Пресс, 2008.
Философия.
Порядок прохождения экзамена:
- Экзамен проводится по билетам, который включает в себя два вопроса.
- Экзамен проходит в форме беседы, в ходе которой оцениваются общая эрудиция и способности сдающего к аналитическому мышлению (умения доказывать, опровергать, сравнивать, критиковать, классифицировать, отвечать на поставленные вопросы, делать выводы).
Вопросы к вступительному экзамену в аспирантуру по философии на 2014/2015 г.
1. Мировоззрение, его основные типы и особенности формирования.
2. Философия и её предмет. Мировоззрение и философия: общее и специфическое.
3. Причины изменений взглядов на философию в истории цивилизации.
4. Основные аспекты философского знания (онтология, гносеология, учение о развитии, логика, антропология, социология, аксиология).
5. Космоцентрический характер философии Древнего мира. Восточный и западный стили философствования.
6. Всесторонность и универсальность античной философии. Основные этапы её развития.
7. Поиски первооснов мира в античной философии.
8. Научное и философское знание в античной культуре.
9. Теоцентрический характер средневековой философии, её периодизация и основные проблемы.
10. Апологетика, патристика и схоластика в средневековой философии и науке.
11. Антропоцентризм и гуманизм философии эпохи Возрождения: общее и различное.
12. Пантеизм и натурфилософия философии эпохи Возрождения.
13. Онтология и гносеология философии Нового времени: монизм, дуализм, плюрализм.
14. Научная революция XVII века и её влияние на становление социоцентрического типа философского знания.
15. Классический (немецкий) этап в развитии философии Нового времени.
16. Метафизика и диалектика как основные принципы развития и методы познания в философии и науке второй половины ХIХ века.
17. Сциентистские направления в современной философии: позитивизм и его разновидности, прагматизм, герменевтика.
18. Антропологические направления в современной философии: «философия жизни», психоанализ, экзистенциализм.
19. Философии и философствование в русской культуре.
20. Особенности светской и религиозной философии в России второй половины ХIХ века.
21. Картина мира: художественно-образная, мифологическая, религиозная, философская, научная.
22. Проблема происхождения мира в философии и науке.
23. Понятие бытия и его основные виды. Бытие и материя.
24. Природа, уровни её организации и особенности философского осмысления.
25. Изменение, развитие, прогресс (регресс).
26. Человек и человечество. Человек и индивид. Человек и личность.
27. Свобода и ответственность как основные условия существования личности. Обезличенность.
28. Сознание и особенности его проявления.
29. Массовое и индивидуальное сознание.
30. Отражение и познание, знание и информация.
31. Чувственный и рациональный этапы познания, их формы.
32. Истина и критерии её определения. Истина, заблуждение, ложь.
33. Отличительные признаки научного познания.
34. Методы получения научного знания и формы его существования.
35. Варианты классификации наук, их критерии.
36. Ценности: понятие, разновидности, роль в существовании общества.
37. Общество: его суть, структура и система.
38. Варианты типологизации исторического процесса (О. Шпенглер, К. Маркс, А. Тойнби, М. Вебер).
39. Информационное общество: сущность, причины формирования, перспективы развития.
40. Глобальные проблемы: основные признаки, причины возникновения, критерии классификации.
Иностранный язык.
Порядок прохождения экзамена.
Вступительный экзамен по иностранному языку состоит из следующих трех заданий:
- письменный перевод со словарем научно-популярного текста с иностранного языка на русский; объем текста 2000 печатных знаков, время выполнения – 55 минут;
- чтение и устное реферирование без словаря и без подготовки научно-популярного текста, объем текста 1500 печатных знаков;
- рассказ о себе и будущей научной работе.
Письменный перевод выполняется за строго определенное время. Если за это время письменно переведена только часть текста, то выставляется неудовлетворительная оценка и на этом экзамен прекращается.
Первые два задания экзамена позволяют оценить знание грамматики иностранного языка, практические навыки перевода с иностранного языка на русский, в частности: умение разбирать синтаксически сложные предложения, знание таких синтаксических конструкций, как причастные и инфинитивные обороты и др.; а также оценивается знание лексики, как общенаучной, так и, в определенных пределах, терминологической. Кроме того, во втором задании экзамена оцениваются произношение и навыки чтения.
Третье задание состоит из диалога с экзаменатором и короткой монологической части, посвященной, как привило, научной работе.
В соответствии с этим, перед экзаменом следует обстоятельно повторить практическую грамматику иностранного языка:
- простые, сложносочиненные и сложноподчиненные предложения;
- согласование времен;
- страдательный залог;
- модальные глаголы и их эквиваленты;
- повелительное и сослагательное наклонение;
- множественное число существительных, местоимение;
- степени сравнения прилагательных и наречий;
- причастие и причастный оборот;
- инфинитив и инфинитивный оборот и т. д.
Для того чтобы вспомнить общенаучную и терминологическую лексику, полезно обратится к учебнику, по которому вы занимались в студенческие годы, или прочитать (со словарем) несколько разных по тематике статей из журналов (PhysicsToday. Science. Nature. IndustryWeek, Revuedemetallurgie, Traite’ dechimieminerale).
Полезно сделать пробный письменный перевод отрывка статьи объемом 2000 печатных знаков за 55 минут. При переводе стремитесь к точной и полной передаче всего содержания каждого предложения на русский язык, избегая, с одной стороны, буквального перевода, а с другой стороны, вольного изложения содержания. Не забудьте взять с собой на экзамен словарь, желательно объемом 20 тысяч слов.
Для подготовки к третьему заданию экзамена целесообразно составить небольшой рассказ о себе, о своей учебе, о научной работе. Выясните, как на иностранном языке называется кафедра, на которую вы поступаете, как формулируется тема вашей дипломной работы и дальнейшего исследования. Кроме того, на экзамене вас могут спросить и о методах исследования, и о полученных результатах.
