Fizyka materialow kompozytowych - Instytut Fizyki AJD, Częstochowa

Kod przedmiotu
13.3-08-23-D/06
LICZBA PUNKTÓW ECTS
Nazwa przedmiotu
FIZYKA MATERIAŁÓW KOMPOZYTOWYCH
Jednostka prowadząca
Instytut Fizyki
Kierunek studiów
Fizyka, studia stacjonarne II stopnia, specjalność nanofizyka
Rok, semestr,
formy zajęć i liczba godzin
Formy zajęć
Rok
Semestr
wykład
I
II
15
Konwersatorium laboratorium
ćwiczenia
15
2
Punkty
ECTS
2
Kierownik i realizatorzy
Wykład: dr Stanisław Tkaczyk
Konwersatorium: dr Stanisław Tkaczyk
Przedmioty wprowadzające i
wymagania wstępne
Wiedza podstawowa z zakresu podstaw fizyki , ciała stałego ,fizyki molekularnej,
elektroniki .
Wykład:
NANAOSTUKTURY I NANOKOMPOZYTY
Pojęcia podstawowe i objaśnienia
- Nanostruktury naturalne
- Nanostruktury w kosmosie
- Nanostruktury w warunkach ziemskich
STRUKTURY NANOSKOPOWE - NANORURKI WĘGLOWE
- Skale wielkości nanocząstek
- Struktury węgli
- Nanorurki węglowe jednowarstwowe
- Nanorurki węglowe wielowarstwowe
- Otrzymywanie nanorurek
- Transformacja nanopłaszczyzn
o metoda katalityczna
• metoda chemicznego osadzania
• metoda laserowa
• metoda wysokociśnieniowej konwersji
- Oczyszczanie nanorurek
- Własności nanorurek i kompozytów
• własności elektryczne
• źródła światła i wyświetlacze
• nanorurki w elektronoce
• manipulacja nanorurkami
• inne zastosowania nanorurek
POLIMERY
- Powstawanie polimerów i ich nazwy ( nazwy międzynarodowe)
- Struktura a taktyczność polimerów - morfologia
- Własności fizyczne charakteryzujące polimery
- Kompozyty polimerowe
- Energia dysocjacji wiazań w polimerach
- Termostabilność polimerów o złoŜonym łańcuchu głównym
- Polimery ciekłokrystaliczne
- Homopolimery i ich pochdne
- Kopolimery i termopolimery
- Kauczuki syntetyczne i lateksy
- Wybrane ( najwaŜniejsze) pojęcia, ich synonimy oraz objeśnienia
- Przejścia fazowe a struktura polimerów
PRZEJŚCIE SZKLISTE – Tg
- Budowa makrocząsteczek polimerów ( ukształtowanie łańcuch
głównego)
- Konformacja a konfiguracja łańcucha polimerowego
- Struktury Im II i III rzędowe
- Zmiana objętości właściwej w zaleŜności od temperatury
- Przejście szkliste
Ramowy program przedmiotu
- Przejscie α, β, γ i δ dla polimerów
MASA CZĄSTECZKOWA POLIMERU
Metody wyznaczania temperatury zeszklenia
- metoda dylatometryczna
- metoda refraktometryczna
- metoda termooptyczna
- metoda termomechaniczna
- metoda kalorymetryczna
- metoda dynamiczna ( mechaniczna i dielektryczna)
- metoda DSC w badaniu przejść fazowych ( przejście szkliste)
- ZaleŜnośc Tg od masy cząsteczkowej i stopnia usieciowania
ZJAWISKA POWIERZCHNIOWE
- Powierzchnia i jej definicje
- Zjawiska na granicy faz ( ciecz – gaz, ciecz – ciało stałe, ciało stałe – gaz
NAPIĘCIE POWIERZCHNIOWE
Powierzchnia i energia swobodna
- Pomiar napięcia powierzchniowego cieczy przy uŜyciu kapilary
- Włoskowatość
- Kąt zwilŜania i jego pomiar
- Pomiar napięcia powierzchniowego stopionych polimerów
- metoda wiszącej kropli
- metoda leŜącej kropli
- Zjawisko histerezy zwilŜania
MOLEKULARNE WARSTWY LANGMUIRA I LANGMUIRA –
BLODGETT
- Granica faz ciecz – gaz (ciecz nza powierzchni hydrofobowej i
hydrofilowej)
- Izoterma warstw molekularnych
- Warstwy Langmuira - Blodgett typu X , Y , Z
- Przenoszenie filmu LB na podłoŜe stałe
- Schemat układu do nakładania cienkich warstw
- Wanna Langmuira - Blodgett
- Związki o charakterze warstwotwórczym
- Struktury wytwarzane metodą LB
- Analiza otrzymywanych warstw i kompozytów
•
mikroskopia optyczna i eklektronowa
•
elipsometria
•
skaningowa mikroskopia próbkująca (SPM)
•
spektroskopia XPS
•
spektroskopia elektronów Augera
- Zastosowanie warstw Langmuira - Blodgett
• optyka nieliniowa
• elektronika
• sensoryka (czujniki)
- Struktury molekularne –nanokompozyty
NANOTECHNOLOGIA – CO OZNACZA I CO W SOBIE KRYJĄ
ZJAWISKA FIZYCZNE W NANOELEMENTACH
Kropki kwantowe
WYTWARZANIE NANOSTRUKTUR – 3D
Fotolitografia
Litografia rentgenowska
Gamma litografia
SPOSOBY OBSERWACJI NANOSTRUKTUR
Mikroskop skaningowy
Mikroskop tunelowy
INśYNERIA TWORZENIA CZĄSTECZEK CHEMICZNYCH
NANOMASZYNY I PERSPEKTYWY ROZWOJU
Konwersatorium :
Forma zaliczenia zajęć
Metoda dydaktyczna
Literatura
Obliczenia teoretyczne z zakresu oddziaływań fundamentalnych atomów i
cząsteczek molekularnych ,zjawisk powierzchniowych na granicy faz, obliczenia
prowadzące do otrzymywania kompozytów : polimer – nanocząsti , otrzymywanie
cienkich warstw kompozytowych i ich charakterystyka .
Zaliczenie , wysłuchanie wykładów + wykonanie wszystkich problemów
teoretycznych i praktycznych w laboratorium
Wykład ,Konwersatorium :- rozwiązywanie problemów teoretycznych i
praktycznych w laboratorium
1. Irma Gruin – „ Materiały polimerowe” Wydawnictwo Naukowe PWN
Warszawa 2003
2. Maria Mucha – „ Polimery a ekologia” Politechnika Łódzka Łódź 2002
3. Guozhong Cao – „ Nanostructures & Nanomaterials” Lmperial College
Press 2004 USA
4. R. Farchioni , G.Grosso (Eds.) – “Organoc Electronoc Materials” Springer
Series in Materials Science 2001
5. M.Dragoman , D. Dragoman – „ Nanoelectronics“ , Artech House
Inc.2006,USA
6. Alexi Nabok – “Organic and Inorganic Nanostructures” Artech House
Inc.2005,USA