Wydział ME, kierunek Energetyka

semestr letni - Podstawy materiałoznawstwa (30W/E) – kurs:

ESN000710W

Dr inż. Bogumił Ziółkowski (I-19, pok. 120 B1, tel. [phone])
e-mail:

[e-mail]

, tel. domowy: 071-348-7789,

materiały do wykładu:

www.immt.pwr.wroc.pl/~ziolek

Zasady egzaminu:

- obowiązkowy

test pisemny

,

- arkusz testu to 20-25 pytań z koniecznością zaznaczenia prawidłowych odpowiedzi,
- wyniki testu (będą określone dwa progi punktowe) umożliwią:
-

dopuszczenie do części ustnej

egzaminu po przekroczeniu progu pierwszego, tzw. „R”,

-

propozycja oceny

3.0 do 4.0 po przekroczeniu drugiego progu punktowego oraz

możliwość dobrowolnej części ustnej na jeszcze wyższy stopień,

● planowany jest

termin zerowy

(w sobotę lub niedzielę przed sesją) – do uzgodnienia,

● oraz dwa terminy w sesji (normalny oraz poprawkowy) – do uzgodnienia,

● prawo do części ustnej wygasa z dniem następnego terminu oraz końcem sesji

Materials Science and Engineering

- pierwsze czasopismo z takim tytułem w 1966,

Inżynieria materiałowa

integracja wielu dziedzin nauki wcześniej rozwijających się osobno:
metaloznawstwo, ceramika, fizyka ciała stałego, krystalografia, chemia
fizyczna, fizykochemia polimerów, mechanika ośrodków ciągłych oraz
wielu elementów dyscyplin inżynierskich (konstrukcyjnych i technologicznych),

- obszar wiedzy potrzebnej dla postępu w materiałach, a szczególnie dla
rozwiązywania złożonych problemów technicznych często niezgodnych
z tradycyjnymi dyscyplinami (USA, raport COSMAT 1975)

- dyscyplina ostatecznie zdefiniowana w 1986 (encyklopedia Pergamon Press),

(-+)

(angielski termin nie daje się elegancko przełożyć na język polski)

nauka zajmując się budową, własnościami, metodami badań oraz ustaleniem zależności między
składem chemicznym, budową, procesami technologicznymi a zastosowaniem materiałów.

Materiałoznawstwo,

dawniej tylko Metaloznawstwo (od 1924),

Encyklopedia PWN: materiałoznawstwo, dawna nazwa → inżynierii materiałowej,

Literatura podstawowa:

[1] Haimann R., Metaloznawstwo. Część I, OW PWr., Wrocław 2000, 1980,

(konieczna – dobrze tłumaczy wiele ważnych fragmentów naszego kursu)

[2] Blicharski M., Wstęp do Inżynierii Materiałowej, WNT, 2001, 1998,

(wystarczający w tym semestrze ogólny wstęp o wszystkich materiałach i problemach IM)

[3] Dobrzański L.A., Metaloznawstwo z podstawami nauki o materiałach,
WNT, 1996

(wydania późniejsze są b. drogie),

(pozycja encyklopedyczna – dobra ale dla nas w tym semestrze mało przydatna)

[4] Przybyłowicz K. i J., Materiałoznawstwo w pytaniach i odpowiedziach,
WNT,

(pozycja przydatna jako „poradnik” w trakcie przygotowywania się do egzaminu),

Literatura uzupełniająca:

(dla osób, które mają problemy z przedmiotem oraz jako „rozszerzanie horyzontów”)

[5] Grabski M.W., Inżynieria materiałowa, OW Polit. Warszawskiej, 2003,

(b. ciekawa pozycja ogólno-naukowa – od historii do najnowszych osiągnięć)

[6] Ashby M.F., Jones D.R.H., Materiały inżynierskie t. 2, WNT, 1996,

(podstawowa pozycja dla uczelni technicznych w Europie – ale inny układ niż u nas)

(M. Hetmańczyk – 1996)

Właściwości wszystkich materiałów wynikają z ich „budowy wewnętrznej”

W strukturze materiałów wyróżniamy wiele poziomów budowy wewnętrznej
(od poziomu atomów do makrostruktury ocenianej okiem nieuzbrojonym)

Przykładowo dla materiału o strukturze krystalicznej:

(+-)

Struktura materiałów na pierwszym poziomie (atom, cząsteczka elementarna)

- decyduje typ wiązań między atomami (cząsteczkami)

(zależy głównie od liczby elektronów walencyjnych)

Wiązania pierwotne

(dążność do uzyskania konfiguracji oktetowej w krysztale lub cząsteczce)

:

- w konkretnych materiałach rzadko występuje tylko jeden typ wiązań pierwotnych,
(zwykle jedno z nich dominuje nad resztą nadając materiałowi określone właściwości)

(L

.A

.

D

o

b

rz

a

ń

s

k

i

–

1

9

9

6

)

(+)

Wiązania wtórne

(zawsze w obecności wiązania pierwotnego)

:

-

elektrostatyczne przyciąganie się atomów lub cząsteczek z asymetrycznym rozkładem ładunków,

-

istotny wpływ na właściwości niektórych materiałów (np. polimery, grafit),

Energia wiązań:

(L.A. Dobrzański – 1996)

(-+)

Struktura materiałów na drugim poziomie budowy wewnętrznej:

Struktura krystaliczna:

- atomy lub cząsteczki ułożone są względem siebie w sposób regularny zachowując
przestrzenną symetrię względem punktu, prostej i płaszczyzny,

- każdy atom ma jednakową liczbę najbliższych i równoodległych sąsiadów
(liczba koordynacji - lk ),

- atomy są ułożone w okresowo powtarzających się odstępach w trzech nierównoległych i
nie leżących w jednej płaszczyźnie kierunkach

⇔

sieć krystaliczna,

(+)

(+-)

Komórka elementarna sieci krystalicznej:

(+)

Przykład najprostszej sieci krystalicznej

HP

(-+)

(+)

(-+)

(+-)

(-+)

(-+)

(M.F. Ashby, D.R.H. Jones)

⇒

Schemat struktury polimerów amorficznych

model łańcucha prostego polimeru (polietylen)

polietylen (PE)

poli(chlorek winylu) (PVC)

polipropylen (PP)

rodnik

(podstawnik)

⇒

jednostki monomeryczne:

(+)

(-+)

(-+)

Schemat struktury polimerów krystalicznych

(+-)

(+-)

(L.A. Dobrzański – 1996)

(-+)