Διαγνωστικές Μέθοδοι Μελέτης Υλικών

Εμβάθυνσης / Εμπέδωσης Γνώσεων

Mε την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα: -Γνωρίζουν τις επιστημονικές αρχές πάνω στις οποίες στηρίζονται βασικές μέθοδοι χαρακτηρισιμού υλικών, τις δυνατότητές τους και τους περιορισμούς των. -Μπορούν να επιλέγουν την κατάλληλη διαγνωστική τεχνική ανάλογα με τις πληροφορίες που επιθυμούν για κάθε υλικό. -Μπορούν να συνδυάζουν τα αποτελέσματα περισσότερων διαγνωστικών τεχνικών ώστε να αποκτούν πλήρη εικόνα της δομής και της μορφολογίας ενός υλικού.

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.

χαρακτηρισμός υλικών, δομική ανάλυση, θερμική ανάλυση, μικροσκοπία, χημική ανάλυση

24-05-2020