Учебная программа дисциплины - syllabus

1 УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ – Syllabus

1.1 Данные о преподавателях:

Преподаватели, ведущие занятия: старший преподаватель        

Контактная информация 2577190

Время пребывания на кафедре: ауд. 112 ГМК, 9.00–18.00.

1.2 Данные о дисциплине:

Название: «Нанотехнологии в металлургии»

Количество кредитов  3 .

Место проведения: кафедра МЦМ

Таблица 1

Выписка из учебного плана

Курс	Семестр	Кредиты	Академических часов в неделю	Форма контроля
Лекции	Практ. зан.	СРС	СРСП	Всего
4	7	3	2	1	2	2	7	Экзамен

1.3 Пререквизиты: Изучение дисциплины базируется на знаниях, полученных студентами в курсах «Физика», «Химия», «Теория металлургических процессов».

1.4 Постреквизиты: Изучение дисциплины базируется на знаниях, полученных студентами в курсах «Новые технологии в металлургии», «Получение защитных покрытий», проектирование дипломной работы.

1.5 Краткое описание

Основная цель этой дисциплины - ознакомить студентов с состоянием исследований в нанотехнологиях, так как именно они сделают следующий шаг в развитии наноматериалов и их использовании в жизни общества. Сегодня нанотехнологии - это одно из новых направлений в науке и инженерии, которое может стать основным локомотивом конкурентоспособной промышленности, особенно если будут созданы условия для оперативного внедрения нанотехнологии с целью создания высококачественного рынка новых товаров и услуг.

1.6 Перечень и виды заданий и график их выполнения

Таблица 2

Виды контроля	Вид работы	Тема работы	Ссылки на рекомендуемую литературу с указанием страниц	Сроки сдачи
1	2	3	4	5
-	Возникновение и развитие нанотехнологий	1-9 осн. 10-11 доп.	1 неделя
П1	Сверхтвердые материалы, используемые при механической обработке	Метод. указание	2 неделя
О1	По лекции 2	Конспект лекций	3 неделя
П2	Сверхтвердые материалы, используемые при механической обработке	Метод. указание	4 неделя
О2	Методы синтеза наночастиц	1-9 осн. 10-11 доп.	5 неделя
П3	Исследование процесса сжатия в жёсткой матрице теплоизоляционных материалов	Метод. указание	6 неделя
П4	Исследование процесса сжатия в жёсткой матрице теплоизоляционных материалов	Метод. указание	7 неделя
Рубежный контроль	РК1	Вопросы для проведения контроля по 1- 2 модулям	Конспект лекций	8 неделя
Текущий контроль	П5	Исследование свойств и микроструктуры ферритов и твердых материалов	Метод. указание	9 неделя
П6	Исследование свойств и микроструктуры ферритов и твердых материалов	Метод. указание	10 неделя
П7	Реологические модели дисперсных материалов	Метод. указание	11 неделя
О3	По 3-11 лекций	Конспект лекций	12 неделя
П8	Реологические модели дисперсных материалов	Метод. указание	13 неделя
К	Вопросы для проведения контроля по всему курсу	1-9 осн. 10-11 доп.	14 неделя
Рубежный контроль	РК2	Перечень вопросов для проведения промежуточного контроля	Конспект лекций	15 неделя
Итоговый контроль	Экзамен	В соответствии с тематическим планом курса	Конспект лекций	15 неделя

1.7 Список литературы

Список основной литературы

Введение в нанотехнологию. – Калуга: Изд-во научной лит-ры , 2006. – 131 с. ведение в нанотехнологию. - М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2005. - 134 с. икроструктура материалов. Методы исследования и контроля. - М.: Техносфера, 2004. - 384 с. анотехнология для всех. - М., 2005. - 434 с. , , анотехнология в ближайшем десятилетии. Прогноз направления исследований. - М.: Мир, 2002. - 292 с. збранные методы исследования в металловедении. - М.: Металлургия, 1985. - 416 с. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. - М.: Изд-во МИСИС, 2002. - 360 с. риборы и методы физического металловедения. - М.: Мир, 1974. - Т.1. - 432 с. - Т.2. - 364 с. Кельнер Р., -М., налитическая  химия. Проблемы и подходы. - М.: Мир, ACT, 2004. - Т.1. - 608 с, - Т.2. - 728 с.

10. Новые материалы / , , и др.; Под ред. ; Мин-во образования РФ. – М.: МИСИС, 2002. – 736 с.

11. Новые вещества, материалы и изделия из них как объекты изобретений: Справочник / и др. – М.: Металлургия, 1991. – 262 с.

  12. Материаловедение.– М.: МГТУ, 2000.– 280 с.

  13.  Учебное пособие по курсу «Новые материалы», КарГТУ, 2006.

5. , Рост кристаллов алмаза при 5,5-8,5 ГПа в карбонат-углеродных расплавах-растворах, химических аналогах природных алмазообразующих сред // Материаловедение. – 2004. – № 3. – С. 27-34.

  14. Новые материалы / , , и др.; Под ред. ; Мин-во образования РФ. – М.: МИСИС, 2002. – 736 с.

  15. Новые вещества, материалы и изделия из них как объекты изобретений: Справочник / и др. – М.: Металлургия, 1991. – 262 с.

  16. Материаловедение.– М.: МГТУ, 2000.– 280 с.

  17.  Учебное пособие по курсу «Новые материалы», КарГТУ, 2006.

  18. Новые материалы / , , и др.; Под ред. ; Мин-во образования РФ. – М.: МИСИС, 2002. – 736 с.

  19. Новые вещества, материалы и изделия из них как объекты изобретений: Справочник / и др. – М.: Металлургия, 1991. – 262 с.

  20. Материаловедение.– М.: МГТУ, 2000.– 280 с.

4.  Учебное пособие по курсу «Новые материалы», КарГТУ, 2006.

  21. Новые материалы / , , и др.; Под ред. ; Мин-во образования РФ. – М.: МИСИС, 2002. – 736 с.

  22. Новые вещества, материалы и изделия из них как объекты изобретений: Справочник / и др. – М.: Металлургия, 1991. – 262 с.

  23. Материаловедение.– М.: МГТУ, 2000.– 280 с.

  24.  Учебное пособие по курсу «Новые материалы», КарГТУ, 2006.

  25. Механика грунтов. – М.: Высшая школа, 1979. – 272 с.

Список дополнительной литературы

10. Журналы: «Успехи химии», «Успехи физических наук», «В мире науки», «Соросовский образовательный журнал» и др.

11. Интернет

Для дисциплины «Нанотехнологии в металлургии» устанавливается следующие виды контроля (таблица 3).

Таблица 3

Распределение рейтинговых % по видам контроля

№ вариантов	Вид итогового контроля	Виды контроля	%
1.	Экзамен	Итоговый контроль	100
Рубежный контроль	100
Текущий контроль	100

Видами текущего контроля являются практические работы, коллоквиумы, выполнение СРС и др.

Сроки сдачи результатов текущего контроля определяются календарным графиком учебного процесса по дисциплине (таблица 4).

Таблица 4

Календарный график сдачи всех видов контроля

по дисциплине «Нанотехнология в металлургии»

Недели	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Виды контроля	-	П1	О1	П2	О2	П3	П4	РК1	П5	П6	П7	О3	П8	К	РК2
Недельное количество контроля	-	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Виды контроля:  О - опрос,  РК – рубежный контроль, П– практическое занятие, К - контрольная работа

Итоговая оценка по дисциплине определяется по шкале (таблица 5).

Таблица 5

Оценка знаний студентов

Оценка	Буквенный эквивалент	Рейтинговый балл (в процентах %)	В баллах
Отлично	А	95-100	4
А-	90-94	3,67
Хорошо	В+	85-89	3,33
В	80-84	3,0
В-	75-79	2,67
Удовлетворительно	С+	70-74	2,33
С	65-69	2,0
С-	60-64	1,67
D+	55-59	1,33
D	50-54	1,0
Неудовлетворительно	F	0-49	0

Перечень вопросов для проведения контроля

по модулям и промежуточной аттестации

Вопросы для проведения контроля по 1 модулю:

1. Какие объекты относятся к макроуровню?

2. Какие объекты относятся к микроуровню?

3. Какие объекты относятся к мезоуровню?

4. Какие объекты относятся к наноуровню?

5. Что понимают под термином «нанотехнологии»?

6. Основные этапы формирования нанотехнологий?

7. Назовите классификацию наноструктурных материалов?

8. Классификация пор по ИЮПАК

9. Что такое «фуллерены»?

10. Классификация нановолокон?

11. Классы электронных микроскопов по методике применения?

12. Применение нанотехнологий в химической промышленности?

13. Методы получения наноматериалов?

14. Принцип конвективной сушки?

15. Процесс сушки вымораживанием?

Вопросы для проведения контроля по 2 модулю:

1. Сущность процесса сверхкритической сушки?

2. Внутренние напряжения и деформация наночастиц и нанопленок при сушке

3. Наноаналитическая протеомика

4. Наночастицы как средство доставки лекарств?

5. Методы синтеза наночастиц

6. Напористые твердые вещества

7. Применение нанотрубок

8. Принцип работы просвечивающего электронного микроскопа

9. Катализаторы на основе наночастиц

10. Применение нанопористых материалов

11. Диффузия в нанопорах

12. Процесс самоагрегации

13. Технология сублимационной сушки при атмосферном давлении

14. Актуальность компьютерного моделирования в нанотехнологии

15. Что представляет собой моделируемая система?

Перечень вопросов для проведения промежуточного контроля

1. Что такое «нанотехнология»?

2. Области применения нанотехнологий?

3. Методы получения нанопористых твердых веществ из чистого углерода? 

4. Методы синтеза наночастиц?

5. Методы восстановления в жидкой фазе?

6. Методы синтеза полимерных углеродных волокон?

7. Метод последовательного послойного осаждения тонких пленок?

8. Способ получения нанопленок осаждением из газовой фазы?

9. Что относится к нанокристаллическим материалам?

10. Как гели превращаются в ксерогели?

11. Назовите предел прочности у многослойных нанотрубок?

12. Основное применение нанодисперсии?

13. Применение туннельного эффекта?

14. Что измеряют атомно-силовым микроскопом?

15. Основные средства экспериментального изучения структурных и электронных особенностей наноразмерных материалов?

16. Лекарственные препараты на основе наночастиц?

17. Материалы для батарей с наноразмерными порами?

18. Применение наноструктурных твердых сплавов?

19. Применение фуллеренов?

20. Основные стадии сублимационной сушки?

21. Условия для получения частиц наноразмеров?

22. СВЧ-обработка золей?

23. Стадии получения ультрадисперсных и нанодисперсных порошков?

24. Процесс перевода системы в сверхкритические условия?

25. Стадия изотермического расширения?

26. Стадия замены растворителя?

27. Процесс диффузионного замещения?

28. Что такое «аэрогели»?

29. Методы получения аэрогелей?

30. Основные классы получения наночастиц?

31. Сущность метода конденсации из газовой фазы?

32. Метод высокоскоростной бомбардировки?

33. Классификация наночастиц в зависимости от агрегатного состояния и морфологических особенностей?

34. Области применения биочипов?

35. Диагностика болезней при помощи нанотехнологий?

1.9 Политика и процедура

Курс «Нанотехнологии» позволяет студенту приобрести навыки работы с научной литературой, включающей учебники, периодические журналы, Интернет. После освещения темы преподавателем студент закрепляет её на коллоквиуме, СРСП, опросе. При проведении коллоквиума студент готовится по материалам темы и отвечает на поставленные вопросы. В случае пропуска занятий, студент может сдать пропущенный материал на следующей неделе. Сдача пропущенного материала допускается в течение 20 дней. Если студент не отработал пропущенную тему, он не допускается к сдаче экзамена.

2 СОДЕРЖАНИЕ АКТИВНОГО РАЗДАТОЧНОГО МАТЕРИАЛА

2.1 Тематический план курса

Наименование темы	Количество академических часов
лекция	практ. зан.	СРСП.	СРС
1	2	3	4	5
1. Возникновение и развитие нанотехнологии. Применения нанотехнологий в аналитическом оборудовании. Основные подходы в нанотехнологии	2	1	3	3
2. Классификация наноструктурных материалов. Основные методы получения наноструктурных материалов	2	1	3	3
3. Краткий обзор областей применения наноструктурных материалов. Применение нанотехнологий в аналитических исследованиях	2	1	3	3
4. Просвечивающий электронный, сканирующий электронный и сканирующий зондовый микроскопы	2	1	3	3
5. Сканирующий туннельный, атомно-силовой и сканирующий оптический микроскопы	2	1	3	3
6. Перспективы развития и применения нанотехнологий в исследованиях. Химическая технология и нанотехнология. Наноматериалы как часть химической технологии	2	1	3	3
7. Нанотехнологии - рождение из известных процессов (на примере сушки). Внутренние напряжения и деформация наночастиц и нанопленок при сушке. Диффузия в нанопорах	2	1	3	3
8. Объёмные наноструктурные материалы	2	1	3	3
9. Технологии изготовления полупроводников	2	1	3	3
10. Композиционные материалы	2	1	3	3
11. Порошковые материалы	2	1	3	3
12. Сверхтвердые материалы	2	1	3	3
13. Функциональные покрытия	2	1	3	3
14. Магнитные и сверхпроводящие материалы	2	1	3	3
15. Древесные материалы и сорбенты	2	1	3	3
Всего (часов)	30	15	45	45