Қазақстан Республикасының Министерство
Білім және ғылым образования и науки
министрлігі Республики Казахстан
Д. Серікбаев атындағы ВКГТУ
ШҚМТУ им. Д. Серикбаева
УТВЕРЖДАЮ
декан ГМ факультета
____________
___________________2014 г.
ПІСІРУ ФИЗИКАСЫ МЕН ТЕХНОЛОГИЯСЫ
Силлабус
ФИЗИКА И ТЕХНОЛОГИЯ СПЕКАНИЯ
Силлабус
Специальность: 5B070900 - Металлургия
Форма обучения: дневная
Курс: 4
Семестр: 7
Кол-во кредитов: 3
Кол-во часов: 135
Лекции: 30
Лабораторные работы: 15
СРОП: 45
СРО: 45
Экзамен: 7 семестр
Өскемен
Усть-Каменогорск
2014
Силлабус разработан на кафедре «Химия, металлургия и обогащение» на основании Государственного общеобязательного стандарта образования для студентов специальности 5B070900 - Металлургия
Обсуждено на заседании кафедры Химия, металлургия и обогащение
Зав. кафедрой
Протокол №2 от 01.01.2001 г.
Одобрено учебно-методическим советом горно-металлургического факультета
Председатель
Протокол №____ от________________2014 г.
Разработал
преподаватель
Нормоконтролер
СВЕДЕНИЯ О ПРЕПОДАВАТЕЛЕ И КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Кафедра «Химия, металлургия и обогащение », факультет ГМФ (ауд. Г1-411)
Преподаватель, ведущий занятия: , преподаватель
Телефон рабочий: 540911
Аудиторные часы и время для консультаций: по расписанию занятий и графику работы преподавателя.
1 ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ
1.1 Описание изучаемой дисциплины
Дисциплина «Физика и технология спекания» содержит углубленный теоретический материал по вопросам твердофазовых процессов при термической обработке шихтовых составов и получения компактных материалов и изделий из них. Изучение теоретических основ взаимодействия компонентов шихты, фазовых переходов, физико-химических процессов формирования прочного, твердого и плотного материала в процессе спекания.
1.2 Цели и задачи изучения дисциплины
Целью изучения дисциплины является сформировать у студентов систему углубленных теоретических знаний в области научных и инженерных решений задач при исследовании и внедрении инновационных технологий в области металлургии.
Задачи изучения дисциплины: умение грамотно использовать приобретенные знания при выполнении теоретических и экспериментальных исследований в области металлургии.
1.3 Результаты изучения дисциплины
Знания:
Обучающиеся должны знать:
- Основы физики и технологии спекания; Физическую сущность и возможности современных технологий; Возможности и назначение современного технологического оборудования и инструментов.
Уметь:
- Осуществлять рациональный выбор материалов и обосновывать его как с технической, так и с экономической точек зрения; Проводить испытания по определению характеристик механических свойств, анализ состава и структуры металлов; Обосновывать выбор рациональных видов технологического оборудования, инструментов и параметров обработки при решении конкретных технологических задач.
Навыки:
Навыки:
- Работы со справочной литературой и базами данных при выборе температур обработки металлов; Оптимизации решений конкретных (реальных) технологических задач; Определения оптимальных и рациональных режимов термообработки, упрочнения материалов; Анализа причин возникновения дефектов в металлах; Проведения стандартных испытаний по определению показателей физико-химических свойств используемых металлов и готовых изделий;
1.4 Пререквизиты
Для изучения курса «Физика и технология спекания» необходимы знания следующих дисциплин «Высшая математика», «Физическая химия», «Теория и технология покрытия».
1.5 Постреквизиты
Приобретенные знания необходимы для выполнения научных исследований по магистерской диссертации и для научной интерпретации полученных результатов, для решения научно-практических задач в области металлургии.
1 наименование тем и их содержание
1.1 Лекционный курс
Тема 1. Введение. Понятия о пространственной решетке. Элементарная ячейка. Трансляционные решетки Бравэ. Индексы Миллера. Кристаллографические индексы - 3 часов
Тема 2. Влияние типа связи на структуру и свойства кристаллов. Молекулярные кристаллы. Ковалентные кристаллы. Металлические кристаллы. Ионные кристаллы - 4 часа
Тема 3. Фазовый состав сплавов. Твердые растворы. Твердые растворы замещения. Твердые растворы внедрения. Промежуточные фазы - 4 часа
Тема 4. Дефекты кристаллов. Точечные дефекты по Шоттки и Френкелю. Линейные дефекты. Краевая и винтовая дислокации. Вектор Бюргерса. Поверхностные дефекты. Большеугловые и малоугловые границы - 3 часа
Тема 5. Диффузия в металлах и сплавах. Законы Фика. Формирование контакта при припекании одноименных твердых тел (непороговые механизмы). Геометрия контактной зоны. Движущая сила самопроизвольного припекания. Механизм объемной диффузии. Механизм поверхностной диффузии. Механизм переноса вещества через газовую фазу. Механизм вязкого течения. Механизм объемной и граничной самодиффузии. Реальная структура контакта - 6 часов
Тема 6. Формирование контакта при припекании одноименных твердых тел (пороговые механизмы). Припекание кристаллических тел, контактирующих по плоскости. Припекние разнородных тел. Припекание взаимно нерастворимых тел. Припекание взаимно растворимых часа
Тема 7. Припекание с участием жидкой фазы. Роль газовой фазы в процессе припекания разнородных металлов. Припекание бертолидов нестехиометрического состава (химическое спекание) - 3 часа
Тема 8. Залечивание изолированной поры (непороговые механизмы). Роль границ зерен и дислокаций в залечивании изолированной поры. Преобразование формы поры. Залечивание изолированной поры (пороговые механизмы). Структура матрицы вокруг поры - 2 часа
Тема 9. Ансамбль пор в реальном кристаллическом теле. Ансамбль пор в квазивязкой сплошной среде. Коалесценция пор в ансамбле. Коалесценция пор при наличии стока вакансий. Коагуляция близко расположенных неизолированных пор - 1 час
2 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ОБУЧАЮЩЕГОСЯ С ПРЕПОДАВАТЕЛЕМ (СРОП)
Тема 1. Общие представления о спекании порошков - 3 часа
Тема 2. Стадии спекания - 3 часа
Тема 3. Усадка при спекании - 4 часа
Тема 4. Технологические факторы, ускоряющие спекание - 4 часа
Тема 5. Методы определения основных параметров спекания - 3 часа
Тема 6. Определение параметров плотности - 4 часа
Тема 7. Определение параметров пористости - 4 часа
Тема 8. Водопоглощение материалов - 4 часа
Тема 9. Определение усадки - 1 час
3 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ОБУЧАЮЩЕГОСЯ (СРО)
Тема 1. Изделия на основе гидратов глинозема - 4 часа
Тема 2. Муллито-кремнеземистые и муллито-корундовые изделия - 4 часа
Тема 3. Корундовые изделия - 4 часа
Тема 4. Плавленные огнеупоры - 4 часа
Тема 5. Динасовые огнеупоры - 4 часа
Тема 6. Кварцевая керамика - 4 часа
Тема 7. Магнезитовые огнеупоры - 4 часа
Тема 8. Цирконийсодержащие огнеупоры - 4 часа
Тема 9. Шпинелевидные огнеупоры - 4 часа
Тема 10. Форстеритовые огнеупоры - 4 часа
Тема 11. Доломитовые огнеупоры - 4 часа
Тема 12. Углесодержащие огнеупоры - 2 час
Тема 13. Карборундовые огнеупоры - 2 час
Тема 14. Теплоизоляционные (легковесные) огнеупорные материалы - 2 час
Тема 15. Связующие огнеупорные мертели и растворы - 2 час
Тема 16. Огнеупорные бетоны - 2 час
Тема 17. Набивные массы - 2 час
Тема 18. Огнеупорные покрытия - 2 час
Тема 19. Производство деталей машин методами порошковой металлургии - 2 час
ГРАФИК ВЫПОЛНЕНИЯ И СДАЧИ ЗАДАНИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ФИЗИКА И ТЕХНОЛОГИЯ СПЕКАНИЯ»
№ | Виды заданий | Цель и содержание работы | Сроки выполнения | Форма контроля |
1 | Тема 1. Общие представления о спекании порошковых материалов | Изучение теоретических основ твердофазовых процессов | 4-я неделя | Собеседование |
2 | Тема 2. Основные параметры и характеристики, влияющие на спекание порошковых материалов | Изучение влияния различных факторов на спекание | 7-я неделя | Реферат |
3 | Тема 3. Изучение методов компактирования порошковых материалов | Обоснование выбора способов компактирования | 9-я неделя | Собеседование |
4 | Тема 4. Выбор связующего при компактировании | Обоснование состава связующего, исходя из свойств связки | 12-я неделя | Отчет |
5 | Тема 5. Феноменологические аспекты спекания | Теория феноменологии спекания | 15-я неделя | Собеседование |
График выполнения и сдачи заданий по дисциплине*
Вид контроля | Академический период обучения, неделя | ||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | |
Посещаемость | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * |
Конспекты лекций | * | * | |||||||||||||
Устный опрос | * | * | * | * | * | * | * | * | |||||||
Коллоквиум | * | * | |||||||||||||
Тестовый опрос | * | * | |||||||||||||
Реферат | * | * | * | * | |||||||||||
Эссе | * | ||||||||||||||
Рубежное тестирование | * | * | |||||||||||||
Всего |
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1 , Гистлинг в смесях твердых веществ. –М.: Стройиздат, 1971.
2 Гегузин спекания. –М.: Наука, 1984. –311с.
3 Стрелов основы технологии огнеупорных материалов. –М.: Металлургия, 1985. –480с.
4 . Панов цехов порошковой металлургии. –М.: Металлургия. 1983. –264с.
5 Химическая технология керамики и огнеупоров. Под ред. , - М.: Стройиздат, 1972. –552с.
6 Материаловедение. Под ред. . –М.: Металлургия, 1986. –383с.
7 Ивенсен спекания. –М.: Металлургия, 1985. –246с.
8 , Скаков металлов. 1978, -352с.
9 Кингери в керамику. –М.: Металлургия, 1967. –499с.
4 ОЦЕНКА ЗНАНИЙ
4.1 Требования преподавателя
Требования преподавателя:
- посещение лекционных и практических занятий по расписанию является обязательным; присутствие студентов на занятиях проверяется в начале занятий. В случае опоздания студент должен бесшумно войти в аудиторию и включиться в работу, а в перерыве объяснить преподавателю причину опоздания; два опоздания на занятия приравниваются к одному пропуску занятия; оцениваемые в баллах работы следует сдавать в установленные сроки. За несвоевременную сдачу работ количество баллов снижается. Студенты, не сдавшие все задания, к экзамену не допускаются; повторное прохождение студентом рубежного контроля, в случае получения неудовлетворительной оценки, не допускается; студенты, получившие средний рейтинг Рср = (Р1 + Р2)/2 менее 50%, к экзамену не допускаются; в течение занятий мобильные телефоны должны быть отключены.
4.2 Критерии оценки
Оценка всех видов заданий осуществляется по 100-балльной системе.
Текущий контроль проводится на каждой неделе и включает контроль посещения лекций, практических занятий и выполнение самостоятельной работы.
Рубежный контроль знаний проводится на 8 и 15 неделях семестра в форме тестирования. Рейтинг складывается, исходя из следующих видов контроля:
Аттестационный период | Вид контроля, удельный вес, % | ||||||||
Посещаемость | Конспекты лекций | Устный опрос | Коллоквиум | Тестовый опрос | Реферат | Презентация | Рубежное тестирование | Всего | |
Рейтинг 1 | 5 | 5 | 10 | 10 | 15 | 5 | 15 | 35 | 100 |
Рейтинг 2 | 5 | 5 | 10 | 10 | 15 | 5 | 15 | 35 | 100 |
Экзамен по дисциплине проходит во время экзаменационной сессии в форме тестирования.
Итоговая оценка знаний студента по дисциплине включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
, (1)
где Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно;
Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент баллов | Процентное содержание, % | Оценка по традиционной системе |
А | 4,0 | 95–100 | отлично |
А– | 3,67 | 90–94 | |
В+ | 3,33 | 85–89 | хорошо |
В | 3,0 | 80–84 | |
В– | 2,67 | 75–79 | |
С+ | 2,33 | 70–74 | удовлетворительно |
С | 2,0 | 65–69 | |
С– | 1,67 | 60–64 | |
D+ | 1,33 | 55–59 | |
D | 1,0 | 50–54 | |
F | 0 | 0–49 | неудовлетворительно |
4.3 Материалы для итогового контроля
1 Валентность тория в оксиде
2 Температура плавления двуоксида тория
3 Температура плавления двуоксида церия
4 Формула корунда
5 Формула шпинелидов
6 Что такое элементарная ячейка?
7 Что такое трансляционная решетка Браве?
8 Что такое индексы Миллера?
9 Сколько атомов приходится на одну элементарную ячейку в простейшей пространственной решетке:
10 Что такое период решетки?
11 Что такое координационное число?
12 Что такое кристаллографические индексы?
13 Что такое анизотропия?
14 Что такое текстурированные кристаллы?
15 Молекулярные кристаллы:
16 Ковалентные кристаллы:
17 Что такое металлические кристаллы?
18 Ионные кристаллы.
19 Что такое твердые растворы?
20 Что такое раствор замещения?
21 Что изучает иммерсионный метод?
22 Какие процессы изучаются методом изотопов?
23 Для каких целей используют инфракрасную спектроскопию?
24 Для каких целей используют катодолюменисцентный анализ?
25 Для каких целей используют высокотемпературную микроскопию?
1 В каких модификациях существует двуоксид кремня?
2 Температура плавления кварца
3 Формула рутила
4 Модификационное превращение ZrO2 при росте температуры
5 Цель стабилизации двуоксида циркония
6 Что такое раствор внедрения?
7 Основные виды точечных дефектов:
8 Основные виды твердых растворов:
9 Виды дислокаций:
10 Вектор Бюргерса:
11 Параметры кристаллической решетки:
12 Что такое поверхностные дефекты?
13 Каковы углы в БУГ между границами в кристалле?
14 Каковы углы в малоугловых границах в кристалле?
15 Что такое диффузия?
16 Формула первого закона Фика:
17 Что определяет первый закон Фика?
18 Что такое непороговый механизм спекания?
19 Что такое объемная диффузия?
20 Что такое поверхностная диффузия?
21 Что изучает магнетохимия?
22 Какие свойства материалов заложены в основу метода магнетохимии?
23 Для каких целей используют высокотемпературную микроскопию?
24 Каким способом проводят индикацию фаз при катодолюминесцентном фазовом анализе?
25 В чем отличие метода рентгенографии от метода электронно-микроскопического исследования?
1 Что такое силикаты?
2 Формула муллита
3 Температура плавления муллита
4 Какую роль выполняет муллит в огнеупорах?
5 Какой огнеупор наиболее эффективен при применении его в мартеновских печах?
6 Механизм переноса вещества через газовую фазу:
7 Что такое механизм граничной самодиффузии?
8 Каковы условно принятые формы контактов крупинок?
9 Чем отличается истинная структура контакта?
10 Что такое коалесценция?
11 Что такое коагуляция?
12 Что такое пороговый механизм спекания?
13 Каковы особенности первой стадии припекания кристаллических тел, контактирующих по плоскости?
14 Каковы особенности второй стадии припекания кристаллических тел, контактирующих по плоскости?
15 При каких условиях реализуется припекание разнородных взаимно нерастворимых тел?
16 Какой механизм играет существенную роль при припекании взаимно растворимых тел?
17 Какое влияние на спекание оказывает образование жидкой фазы?
18 При каких условиях прекращается появление жидкости при спекании?
19 Какова температура плавления образовавшейся жидкой фазы?
20 Какой процесс имеет место при образовании жидкой фазы?
21 Какова длина волны пучка электронов?
22 Для каких целей служит электронный зонд?
23 Какой толщины могут быть исследованы образцы материала методом рентгеновской контактной микрофотографии?
24 Какие процессы изучают с помощью пирометра Курнакова?
25 Какова длина волны рентгеновских лучей?
