Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι

Πληροφορίες Μαθήματος
ΤίτλοςΕπιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι / Materials Science and Technology I
ΚωδικόςΕΥ5
ΣχολήΠολυτεχνική
ΤμήμαΧημικών Μηχανικών
Κύκλος / Επίπεδο1ος / Προπτυχιακό
Περίοδος ΔιδασκαλίαςΧειμερινή
ΚοινόΌχι
ΚατάστασηΕνεργό
Course ID20000807

Πρόγραμμα Σπουδών: ΠΠΣ Τμήματος Χημικών Μηχανικών (2021-σήμερα)

Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 0
ΚατεύθυνσηΤύπος ΠαρακολούθησηςΕξάμηνοΈτοςECTS
ΚΟΡΜΟΣΥποχρεωτικό536
Πληροφορίες Τάξης
ΤίτλοςΕπιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι
Ακαδημαϊκό Έτος2020 – 2021
Περίοδος ΤάξηςΧειμερινή
Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ
Ώρες Εβδομαδιαία5
Class ID
600172354

Πρόγραμμα Τάξης

Κτίριο
Όροφος-
ΑίθουσαΕξ αποστάσεως (900)
ΗμερολόγιοΤρίτη 12:00 έως 15:00
Κτίριο
Όροφος-
ΑίθουσαΕξ αποστάσεως (900)
ΗμερολόγιοΤετάρτη 11:00 έως 13:00
Τύπος Μαθήματος 2016-2020
  • Επιστημονικής Περιοχής
Τύπος Μαθήματος 2011-2015
Ειδικού Υποβάθρου / Κορμού
Τρόπος Παράδοσης
  • Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
Erasmus
Το μάθημα προσφέρεται και σε φοιτητές προγραμμάτων ανταλλαγής.
Γλώσσα Διδασκαλίας
  • Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
  • Αγγλικά (Εξέταση)
Προαπαιτήσεις
Γενικές Προαπαιτήσεις
Για την επιτυχή και αποτελεσματική παρακολούθηση του μαθήματος απαιτούνται καλές γνώσεις Γενικής Χημείας και σε βάθος κατανόηση εννοιών οπώς μόριο, άτομο, ιόν, γραμμομόρια, αριθμός Αvogadro, καθώς και μια σχετική ευκολία σε υπολογισμούς που σχετίζονται με αυτά (π.χ. % κατά βάρος και κατ'άτομο περιεκτικότητες, μετατροπές). Επιπρόσθετα απιτείται σχετική εξοικείωση με τις έννοιες της χημικής ισορροπίας και του νόμου δράσης των μαζών, των θερμοκρασιακά ενεργοποιημένων διεργασιών και κινητικής Αrrhenius καθώς και των νόμων διάχυσης του Fick και του συντελεστή διάχυσης.
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές θα: -Κατανοούν την τέλεια και ατελή (πραγματική) κρυσταλλική δομή των ανόργανων υλικών (μετάλλων, κεραμικών, κραμάτων, στερεών διαλυμάτων κλπ.) και των μορφολογικών χαρακτηριστικών της μικροδομής. -Είναι σε θέση να περιγράφουν ποιοτικά ποσοτικά τα στερεά διαλύματα μετάλλων και ενώσεων -Είναι σε θέση να διαβάζουν και να εκμαιεύουν όλη την ποιοτική και ποσοτική πληροφορία που υπάρχει στα διαγράμματα φάσεων -Είναι σε θέση να ερμηνεύουν διαγράμματα ισόθερμου μετασχηματισμού ή συνεχούς ψύξης στο σύστημα Σιδήρου-Άνθρακα και να σχεδιάζουν διεργασίες ψύξης για δεδομένες φάσεις στο τελικό προϊόν.
Γενικές Ικανότητες
  • Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη
  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
  • Λήψη αποφάσεων
  • Αυτόνομη εργασία
Περιεχόμενο Μαθήματος
Κεφ. 1 : Εισαγωγικά Στοιχεία Ταξινόμηση και Επισκόπηση των Υλικών και των Ιδιοτήτων τους. Περιεχόμενο και στόχος της επιστήμης και τεχνολογίας των υλικών. Κεφ.2: Επισκόπηση Δομής Ατόμου – Δεσμοί Ατομικά μοντέλα -Ηλεκτρονιακή δομή του ατόμου- ο Περιοδικός πίνακας- Είδη Χημικών Δεσμών-Σχέσεις μεταξύ χημικού δεσμού και μακροσκοπικών ιδιοτήτων των υλικών Κεφ.3 : Οι κρυσταλλικές δομές των μετάλλων Επίπεδες Ατομικές Διατάξεις-Δομές SC, BCC, FCC, HCP-Κρυσταλλικά συστήματα-Θεωρητικές πυκνότητες. Κεφ.4 : Χαρακτηριστικά Πλεγμάτων Συντεταγμένες σημείων-Δείκτες κατεύθυνσης-Γραμμικές πυκνότητες-Δείκτες Miller-Επίπεδες πυκνότητες-Περίθλαση Ακτίνων x Kεφ.5: Θέσεις Παρεμβολής Κυβικές, Τετραεδρικές και Οκταεδρικές θέσεις παρεμβολής στις βασικές δομές SC, BCC, FCC, HCP Kεφ.6: Στερεά μεταλλικά διαλύματα-Κράματα Στερεά διαλύματα αντικατάστασης και παρεμβολής με παράλληλη εισαγωγή της έννοιας της εξωγενούς σημειακής ατέλειας-Υπολογισμοί σε στερεά διαλύματα και κράματα Κεφ. 7: Οι δομές σημαντικών μη μεταλλικών υλικών Οι δομές βασικών ενώσεων π.χ. οξειδίων (χλωριούχου νατρίου, σφαλερίτη, φθορίτη κλπ.) η δομή του περοβσκίτη, σπινελίου, το γυαλί κλπ. Κεφ. 8: Στερεά διαλύματα ισοσθενούς αντικατάστασης Ποσοτική προσέγγιση κρυσταλλικών στερεών διαλυμάτων αντικατάστασης μεταξύ δι- ή τρι-μεταλλικών ενώσεων για περιπτώσεις όπου οι αντικαταστάσεις ιόντων δεν συνεπάγονται περίσσεια (αρνητικού ή θετικού) ηλεκτρικού φορτίου Κεφ. 9 : Ενδογενείς Σημειακές Ατέλειες Ποσοτική περιγραφή διεργασιών ανάπτυξης σημειακών ατελειών Schottky και Frenkel σε μέταλλα και ενώσεις Κεφ. 10 : Εξωγενείς Σημειακές Ατέλειες Ποσοτική περιγραφή διεργασιών δημιουργίας εξωγενών ατελειών – Εξισώσεις Kroger-Vink- Στερεά διαλύματα αλλοσθενούς αντικατάστασης Κεφ. 11 : Άλλες ατέλειες στα στερεά Γραμμικές και Επιφανειακές Ατέλειες ή Ατέλειες Όγκου στα Υλικά Κεφ. 12 : Μορφολογικά θέματα υλικών Πολυκρυσταλλικά υλικά, κόνεις, πορώδες, σχετικές πυκνότητες, ειδική επιφάνεια Κεφ. 13 : Διαγράμματα φάσεων Μελέτη της ποσοτικής πληροφορίας που περιέχεται σε διαγράμματα φάσεων μεταλλικών και κεραμικών υλικών καθώς και των χαρακτηριστικών της μικροδομής κραμάτων διαφόρων συστάσεων. Ειδική έμφαση δίδεται στο διάγραμμα Σιδήρου-Άνθρακα λόγω του μεγάλου εύρους τεχνολογικών εφαρμογών. Κεφ. 14: Μετασχηματισμοί φάσεων Βασικοί μηχανισμοί μετασχηματισμών φάσεων στα μέταλλα και ειδικά στα κράματα Σιδήρου-Άνθρακα. Διαγράμματα ισόθερμου μετασχηματισμού και συνεχούς ψύξης σε κράματα Σιδήρου-Άνθρακα.
Λέξεις Κλειδιά
κρυσταλλική δομή, κρυσταλλογραφία, ατέλειες της κρυσταλλικής δομής, μέταλλα, ενώσεις, κράματα, στερεά διαλύματα, διαγράμματα φάσεων, μετασχηματισμοί φάσεων, διάγραμμα φάσεων Σιδήρου-Άνθρακα
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
  • Σημειώσεις
  • Διαφάνειες
  • Βιντεοδιαλέξεις
  • Πολυμεσικό υλικό
  • Βιβλίο
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
Η διδασκαλία υποστηρίζεται με προβολή διαφανειών (powerpoint). Κατά την διάρκεια του μαθήματος γίνεται χρήση ειδικού εκπαιδευτικού υλικού (εκπαιδευτικά video clip με τρισδιάστατες απεικονίσεις δομών κλπ.) που διατίθεται για αυτόν τον σκοπό. Οι διαλέξεις όλων των μαθημάτων διατίθενται και βιντεοσκοπημένες και περιπτωσιακά προβάλλονται μέσω τηλεδιασκέψεων στους φοιτητές που ατιολογημένα δεν μπόρεσαν να παρακολουθήσουν το μάθημα. Το υποστηρικτικό υλικό του μαθήματος (σημειώσεις, ερωτήσεις κατανόησης, λυμένες ασκήσεις, θέματα εμβάθυνσης και σχεδιασμού) παρέχεται ηλεκτρονικά μέσω της ιστοσελίδας του μαθήματος ( http://philon.cheng.auth.gr/lmt/ety1.html) Ανακοινώσεις που αφορούν το μάθημα κοινοποιούνται στους φοιτητές και ηλεκτρονικά μέσω της ιστοσελίδας ανακοινώσεων του εργαστηρίου (http://philon.cheng.auth.gr/lmt/news.html). Επιπρόσθετα οι φοιτητές διαθέτουν επεξηγηματικά λυμένα όλα τα θέματα προηγούμενων εξετάσεων και προόδων.
Οργάνωση Μαθήματος
ΔραστηριότητεςΦόρτος ΕργασίαςECTSΑτομικάΟμαδικάErasmus
Διαλέξεις60✓
Μελέτη και ανάλυση βιβλίων και άρθρων24✓
Φροντιστήριο36✓
Συγγραφή εργασίας / εργασιών54✓
Εξετάσεις6✓
Σύνολο180
Αξιολόγηση Φοιτητών
Περιγραφή
Kατά την διάρκεια των μαθημάτων και μετά την ολοκλήρωση κάποιου κεφαλαίου δίνονται κατόπιν προειδοπoίησης προαιρετικά δεκάλεπτα τεστ πολλαπλών επιλογών. Μετά την ολοκλήρωση των 8 πρώτων κεφαλαίων δίνεται προαιρετική γραπτή εξέταση προόδου με συντελεστή βαρύτητας 30%. Ακολουθεί η τελική εξέταση σε όλη την ύλη του μαθήματος. Τόσο στην πρόοδο όσο και στην τελική εξέταση επιτρέπεται η χρήση των σημειώσεων ή του βιβλίου.
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
  • Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
  • Γραπτή Εξέταση με Επίλυση Προβλημάτων (Συμπερασματική)
Βιβλιογραφία
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
Β. Ζασπάλης, "Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών, Τομός Α: Δομές & Μορφολογία Ανόργανων Στερεών" ISBN: 978-960-418-443-9, Εκδόσεις Τζιόλα
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
William D. Callister, Jr. "Επιστήμη και Τεχνολογία των Υλικών", ISBN: 978-960-8050-90-1, Εκδόσεις Τζιόλα Michael Ashby, Hugh Shercliff, David Cebon, "Υλικά: Μηχανική, Επιστήμη, Επεξεργασία και Σχεδιασμός" ISBN: 978-960-461-449-3, Εκδόσεις Κλειδάριθμος
Τελευταία Επικαιροποίηση
02-12-2020