Διαγνωστικές Μέθοδοι Μελέτης Υλικών
| Τίτλος | Διαγνωστικές Μέθοδοι Μελέτης Υλικών / Methods for the Characterization of Materials |
| Κωδικός | ΚΥ031 |
| Σχολή | Πολυτεχνική |
| Τμήμα | Χημικών Μηχανικών |
| Κύκλος / Επίπεδο | 1ος / Προπτυχιακό |
| Περίοδος Διδασκαλίας | Χειμερινή |
| Κοινό | Όχι |
| Κατάσταση | Ενεργό |
| Course ID | 20000734 |
Πρόγραμμα Σπουδών: ΠΠΣ Τμήματος Χημικών Μηχανικών (2021-σήμερα)
Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 0
| Κατεύθυνση | Τύπος Παρακολούθησης | Εξάμηνο | Έτος | ECTS |
|---|---|---|---|---|
| ΚΟΡΜΟΣ | Επιλογής | Χειμερινή | - | 5 |
| Τίτλος | Διαγνωστικές Μέθοδοι Μελέτης Υλικών |
| Ακαδημαϊκό Έτος | 2017 – 2018 |
| Περίοδος Τάξης | Χειμερινή |
| Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ |
|
| Ώρες Εβδομαδιαία | 3 |
| Class ID | 600102383
|
Πρόγραμμα Τάξης
| Κτίριο | Πολυτεχνείο (πτέρυγα Β) |
| Όροφος | Όροφος 2 |
| Αίθουσα | ΑΙΘΟΥΣΑ 4 (45) |
| Ημερολόγιο | Δευτέρα 16:00 έως 19:00 |
Τύπος Μαθήματος 2016-2020
- Επιστημονικής Περιοχής
- Ανάπτυξης Δεξιοτήτων
Τύπος Μαθήματος 2011-2015
Εμβάθυνσης / Εμπέδωσης Γνώσεων
Τρόπος Παράδοσης
- Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
- e-Οδηγός Σπουδών https://qa.auth.gr/el/class/1/600102383
- Στον ιστοχώρο του Τμήματος:
- Άλλη: http://philon.cheng.auth.gr/lmt/dmmy.html
Γλώσσα Διδασκαλίας
- Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
- Αγγλικά (Εξέταση)
Προαπαιτήσεις
Γενικές Προαπαιτήσεις
Για την επιτυχή και αποτελεσματική παρακολούθηση του μαθήματος απαιτούνται οι γνώσεις που παρέχονται στα μαθήματα "Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι" και "Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ".
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Η γνωριμία με τις επιστημονικές αρχές και τις πρακτικές των πιο συχνά χρησιμοποιούμενων διαγνωστικών μεθόδων στη μελέτη των υλικών, ενδιαφέροντος Χημικού-Μηχανικού.
Η ανάπτυξη της ικανότητας επιλογής και συνδυαστικής χρήσης διαγνωστικών μεθόδων για την αντιμετώπιση ενός προβλήματος, καθώς και της κριτικής αποτίμησης των αποτελεσμάτων μιας διαγνωστικής τεχνικής.
Γενικές Ικανότητες
- Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη
- Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
- Λήψη αποφάσεων
- Ομαδική εργασία
- Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
Περιεχόμενο Μαθήματος
Κεφ. 1: Εμβάθυνση στην περίθλαση ακτίνων x
Μηχανισμός διαφοροποίησης φάσματος περίθλασης ανάλογα με την κρυσταλλική δομή, φάσματα ενώσεων, προσδιορισμός μεγέθους κρυσταλλιτών (ανάλυση Scherrer), προσδιορισμός παραμενουσών τάσεων.
Κεφ. 2: Οι πυκνότητες των στερεών
Απλές και πρακτικές εργαστηριακές τεχνικές για τον προσδιορισμό πυκνότητας στερεών (π.χ. γεωμετρικός προσδιορισμός, εμβάπτιση σε υγρό, η Αρχή του Αρχιμήδη, πυκνόμετρο Ηλίου) και κριτική αποτίμηση της φυσικής σημασίας του αποτελέσματος. Ορισμός και προσδιορισμός πυκνοτήτων κόνεων.
Κεφ.3: Εμβάθυνση στην ποροσιμετρία
Η ισόθερμος Langmuir, η διεξαγωγή και η χρήση της εξίσωσης ΒΕΤ. Η διεξαγωγή της εξίσωσης Kelvin και η εφαρμογή της στην ποροσιμετρία Αζώτου για τον προσδιορισμό κατανομών μεγέθους πόρων. Βασικές αρχές της ποροσιμετρίας υδραργύρου.
Κεφ. 4: Μικροσκοπία στα στερεά
Οπτική μικροσκοπία. Αρχή λειτουργίας, εφαρμογές και δυνατότητες ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης (SEM). Αρχή λειτουργίας, εφαρμογές και δυνατότητες ηλεκτρονικού μικροσκοπίου διερχόμενης δέσμης (ΤΕΜ). Ηλεκτρονική μικροσκοπία και χημική ανάλυση (EDS). Αρχή λειτουργίας, εφαρμογές και δυνατότητες μικροσκοπίας ατομικών δυνάμεων (AFM, STM κλπ.).
Κεφ.5: Μέσα μεγέθη και κατανομές κόκκων και σωματιδίων
Βασικοί ορισμοί κατανομής μεγεθών και μέσων μεγεθών, η τεχνική της σκέδασης ακτίνων Λέηζερ (LALLS) για τον προσδιορισμό κατανομής μεγέθους σωματιδίων, πρακτικές τεχνικές προσδιορισμού μέσου μεγέθους κόκκων σε πολυκρυσταλλικά υλικά από εικόνες μικροσκοπίου, τεχνικές ψηφιακής επεξεργασίας εικόνων μικροσκοπίου για τον προσδιορισμό κατανομών και μέσων μεγεθών (κόκκων, πόρων, σωματιδίων κλπ.).
Κεφ.6: Θερμοσταθμική ανάλυση στερεών
Αρχή λειτουργίας των μεθόδων της θερμοσταθμικής ανάλυσης (TGA), διαφορικής θερμικής ανάλυσης (DTA) και διαφορικής θερμιδομετρίας σάρωσης (DSC). Eφαρμογές των μεθόδων θερμικής ανάλυσης (πιθανόν σε συνδυασμό και με άλλες τεχνικές) στον προσδιορισμό του μηχανισμού ή της κινητικής διάσπασης μιας ουσιάς, της κινητικής ρόφησης/εκρόφησης μορίων αέριας φάσης στην επιφάνεια ενός στερεού ή εν γένει των αλληλεπιδράσεων ενός υλικού με το περιβάλλον σε περιπτώσεις αντιδράσεων οξείδωσης και αναγωγής.
Κεφ.7: Θερμομηχανική ανάλυση στερεών
Αρχή λειτουργίας της μεθόδου της θερμομηχανικής ανάλυσης (TMA) και πρακτική εφαρμογή στον προσδιορισμό του συντελεστή γραμμικής θερμικής διαστολής στερεών ή της κινητικής και μηχανισμού πυροσυσσωμάτωσης πολυκρυσταλλικών υλικών.
Κεφ.8: Χημική ανάλυση στερεών
Εισαγωγή στις αρχές λειτουργίας, πεδία εφαρμογής και δυνατότητες των πιο κοινών μεθόδων χημικής ανάλυσης στερεών όπως π.χ. η φασματοσκοπία ατομικής απορρόφησης/εκπομπής (επεαγωγικά συζευγμένου πλάσματος), AAS/ΑΕS-ICP, η τεχνική φωταύγειας ακτίνων x (XRF), η ανάλυση υπεριώδους, η φασματομετρία μάζας κλπ.
Κεφ.9: Τεχνικές διαπερατότητας αερίων
Εισαγωγή στις αρχές της τεχνικής προσδιορισμού διαπερατότητας αερίων μέσα από πορώδη στερεά (π.χ. λεπτά υμένια) και στις πληροφορίες μικροδομής που μπορεί να δώσει η ανάλυση των αποτελεσμάτων.
Λέξεις Κλειδιά
χαρακτηρισμός υλικών, δομική ανάλυση, θερμική ανάλυση, μικροσκοπία, χημική ανάλυση
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
- Σημειώσεις
- Διαφάνειες
- Βιντεοδιαλέξεις
- Πολυμεσικό υλικό
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
- Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία
- Χρήση Τ.Π.Ε. στην Επικοινωνία με τους φοιτητές
Περιγραφή
Όλες οι σχετικές με το μάθημα πληροφορίες (σημειώσεις, ασκήσεις κλπ.) είναι διαθέσιμες στους φοιτητές στην ιστοσελίδα του μαθήματος (http://www.philon.cheng.auth.gr/lmt/dmmy.html)
Οργάνωση Μαθήματος
| Δραστηριότητες | Φόρτος Εργασίας | ECTS | Ατομικά | Ομαδικά | Erasmus |
|---|---|---|---|---|---|
| Διαλέξεις | 36 | ✓ | |||
| Εργαστηριακή Άσκηση | 30 | ✓ | |||
| Μελέτη και ανάλυση βιβλίων και άρθρων | 21 | ✓ | |||
| Φροντιστήριο | 30 | ✓ | |||
| Συγγραφή εργασίας / εργασιών | 30 | ✓ | |||
| Εξετάσεις | 3 | ✓ | |||
| Σύνολο | 150 |
Αξιολόγηση Φοιτητών
Περιγραφή
Στο μάθημα δεν διενεργούνται εξετάσεις με την κλασσική έννοια του όρου. Αντ'αυτού δίδεται ομαδική εργασία (δύο ατόμων, ενδεχομένως και τριών) και ένα ημίωρο τεστ αξιολόγησης πολλαπλών επιλογών.
Η εργασία αποτελείται από δύο στάδια:
Στο πρώτο στάδιο η ομάδα προσδιορίζει μια βιομηχανική διεργασία παραγωγής ενός στερεού προϊόντος και εντοπίζει αφενός τις ιδιότητες που είναι σημαντικές για την απόδοση του προϊόντος, αφετέρου τις σημαντικότερες παραμέτρους των διάφορων επί μέρους διεργασιακών σταδίων παραγωγής που αναμένεται να τις επηρεάζουν. Το στάδιο αυτό ολοκληρώνεται με σύντομη (~5-10 λεπτά) παρουσίαση-συζήτηση κατά τη διάρκεια κάποιου μαθήματος.
Στο δεύτερο στάδιο επιλέγονται οι τεχνικές διάγνωσης (καθώς ο τρόπος εφαρμογής τους) που απαιτούνται ώστε αφενός να μπορεί να διαφυλαχτεί η σταθερότητα της ποιότητας της παραγωγής αφετέρου να ερμηνεύονται τυχόν αποκλίσεις.. Επίσης, προσδιορίζονται ενδεχόμενες επιπρόσθετες τεχνικές διάγνωσης οι οποίες απαιτούνται για την ανάπτυξη νέων βελτιωμένων προϊόντων (τα οποία θα πρέπει επίσης να οριστούν) στην ίδια γραμμή παραγωγής.
Οι ολοκληρωμένες εργασίες παρουσιάζονται, παρουσία όλων, στο τέλος του εξαμήνου και σε ημερομηνία που ορίζεται. Οι παρουσιάσεις συνοδεύονται και από γραπτό κείμενο που αποδίδεται στο διδάσκοντα του μαθήματος
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
- Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
- Γραπτή Εργασία (Συμπερασματική)
Τελευταία Επικαιροποίηση
28-05-2018
