Prezentacja programu PowerPoint

Komentarze

Transkrypt

Prezentacja programu PowerPoint
2016-01-07
Nauka o Materiałach
Nauka o Materiałach - Wstęp
dr hab. inż. Mirosław Bućko, prof. AGH
B-8, p. 1.13, tel. 12 617 3572
www.kcimo.pl, [email protected]
Podstawy Nauki o Materiałach - Wstęp
Plan wykładów
•
•
Monokryształy,
Materiały amorficzne i szkła,
•
•
•
Polikryształy – budowa,
Polikryształy – otrzymywanie,
Proszki, włókna, warstwy, kompozyty,
•
•
•
Właściwości mechaniczne – sprężystość,
Właściwości mechaniczne – plastyczność,
Właściwości mechaniczne – dekohezja,
•
•
•
Właściwości cieplne,
Właściwości elektryczne,
Właściwości magnetyczne,
•
•
Właściwości optyczne,
Właściwości biologiczne,
1
2016-01-07
Podstawy Nauki o Materiałach - Wstęp
Literatura
•
•
•
•
•
•
•
Wykłady – www.kcimo.pl
M. F. Ashby; D. H. Jones „Materiały inżynierskie” wyd. WNT Warszawa 1996;
R. Pampuch „Budowa i właściwości materiałów ceramicznych”, AGH, 1995;
J. Dereń; J. Haber; R. Pampuch „Chemia ciała stałego”, PWN Warszawa 1975;
R. Pampuch „Współczesne materiały ceramiczne”, AGH 2005;
L.A. Dobrzański „Metaloznawstwo z podstawami nauki o materiałach, WNT, 1996;
M. Blicharski „Wstęp do inżynierii materiałowej”, AGH, 1995;
Warunki zaliczenia przedmiotu
Pozytywna ocena z laboratorium,
Ocena końcowa = 0,25×ocena z laboratorium + 0,75×ocena z egzaminu
Nauka o Materiałach - Wstęp
Czym jest materiał?
zazwyczaj ciało stałe, każda substancja (pierwiastek, związek
chemiczny, stop) służąca do wytworzenia przedmiotu użytkowego o
zdefiniowanych właściwościach – materiały inżynierskie
Co nie jest materiałem inżynierskim?
odczynniki, paliwa, leki, żywność, woda (na pewno?),…
Nauka o Materiałach - Wstęp
Historia materiałów
Epoka kamienia – od ok. 2,5 mln lat, początki kultury materialnej,
narzędzia i przedmioty użytkowe, materiały pochodzenia naturalnego –
kamień, drewno, glina, kości;
Epoka brązu – od ok. 5 tys. lat, proste technologie ceramiczne i
metalurgiczne, przeróbka surowców naturalnych, obróbka materiałów;
Epoka żelaza – od ok. 3 tys. lat, rozwój technologii ceramicznych i
metalurgicznych, ulepszanie właściwości materiałów;
Epoka materiałów zaawansowanych – od ???, materiały wysoko
przetworzone, polimery, kompozyty, zaawansowana wiedza
podstawowa i technologiczna, inteligentne projektowanie materiałów;
Epoka ???
2
2016-01-07
Nauka o Materiałach - Wstęp
Historia materiałów
Nauka o Materiałach - Wstęp
Właściwości materiałów
• mechaniczne – wytrzymałość, odporność, twardość, plastyczność;
• cieplne – przewodnictwo cieplne, dylatacja, …
• termomechaniczne – odporność na wstrząs cieplny, …
• optyczne – przeźroczystość, barwa, …
• elektryczne – przewodnictwo elektryczne, polaryzacja, …
• magnetyczne – ferromagnetyzm, paramagnetyzm, …
} EM
• biologiczne – biozgodność, bioaktywność, …
Nauka o Materiałach - Wstęp
Podział materiałów
ze względu na charakter przeważających wiązań chemicznych:
• metale
• materiały ceramiczne
CERAMIKA
• polimery
• kompozyty
KOMPOZYTY
METALE
POLIMERY
3
2016-01-07
Nauka o Materiałach - Wstęp
Podział materiałów
ze względu na charakter przeważających wiązań chemicznych:
• metale
• materiały ceramiczne
• polimery
• kompozyty
ze względu na zastosowanie:
• materiały konstrukcyjne – „do konstrukcji urządzeń
zwielokrotniających siłę ludzkich mięśni”, głównie przenoszące
obciążenia mechaniczne;
• materiały funkcjonalne – „do budowy urządzeń zwielokrotniających
działanie ludzkiego umysłu”, wykorzystujące specyficzne właściwości;
Nauka o Materiałach - Wstęp
Czym jest nauka o materiałach?
interdyscyplinarna dziedzina wiedzy (system poglądów) związana z
materiałami w czterech podstawowych obszarach: budowa, właściwości,
technologia, zastosowanie. Jej celem jest optymalne opracowanie
materiału o wymaganych właściwościach dla określonego zastosowania.
budowa
charakterystyka
właściwości
technologia
zastosowanie
Nauka o Materiałach - Wstęp
Czym jest nauka o materiałach?
Nauka o materiałach to „filozofia materiałów” będąca podstawą
technologii materiałowych zarówno w nauce jak i edukacji.
Praktycznym wykorzystaniem nauki o materiałach dla wytwarzania i
zastosowania specjalnych materiałów (wyjątkowe właściwości, mała
skala produkcji) jest inżynieria materiałowa.
4
2016-01-07
Nauka o Materiałach - Wstęp
Historia nauki o materiałach
• koniec XIX w. – J.W. Gibbs, właściwości termodynamiczne
wynikające ze struktury atomowej decydują o właściwościach
fizycznych;
• początek XX w. – rozwój chemii i fizyki ciała stałego;
• do WW II – rozwój technologii materiałowych oparty na kolejno
zdobywanych doświadczeniach głównie w metalurgii;
• po WWII – „zimna wojna”, zbrojenia, programy kosmiczne, wyścig
technologiczny wymusił poszukiwanie nowych bardziej wydajnych
metod poszukiwań nowych materiałów i ich technologii;
• lata ’70 XX w. – powstanie nowej dziedziny nauki (Materials science
& engineering, Materials technology, materials engineering);
Nauka o Materiałach - Wstęp
Poziomy budowy materiału
• subatomowy – struktura elektronowa, wiązania chemiczne w ciele
stałym,…
• strukturalny – nanoskala, sieć krystaliczna, symetria, …
• mikrostrukturalny – poziom mikroskopowy, ziarna, granice, pory, …
• makroskopowy – od milimetrów w górę, właściwości użytkowe, …
5m
Nauka o Materiałach - Wstęp
Poziomy budowy materiału
5
2016-01-07
Nauka o Materiałach - Wstęp
Kompleksowe zastosowanie materiałów
Konstrukcja ściany budynku
Nauka o Materiałach - Wstęp
Kompleksowe zastosowanie materiałów
Konstrukcja kadzi stalowniczej
Nauka o Materiałach - Wstęp
Kompleksowe zastosowanie materiałów
Konstrukcja pancerza czołgu
6
2016-01-07
Nauka o Materiałach - Wstęp
Kompleksowe zastosowanie materiałów
Konstrukcja endoprotezy stawu biodrowego
7

Podobne dokumenty