1. Czym zajmuje się inżynieria powierzchni?
   -procesy wytwarzania lub odtwarzania tradycyjnych zaawansowanych warstw pow., a więc warstw wierzchnich i powłok(technologicznych i eksploatacyjnych) w celu uzyskania na powierzchni rdzenia jednej lub kilku kolejnych warstw wierzchnich lub na pow. Podłoża
   -zjawiska i właściwości warstw pow.
   -efekty użytkowe, na które można wpływać w trakcie ich eksploatowania
   -uzyskiwane zewnętrznych efektów eksploatacyjnych.

2. Materiały inżynierskie:
   -metale-mają budowę krystaliczną(ich atomy mają ściśle określone miejsca w uporządkowanej sieci przestrzennej. Struktura rzeczywista nie jest idealna, występują defekty(punktowe, liniowe i powierzchniowe) i mają one wpływ na właściwości.
   -polimery-makrocząsteczki powstające w wyniki połączenia wiązaniami kowalencyjnymi w łańcuchy wielu grup atomów zwanych monomerami. Mała gęstość, izolacyjne wł. Cieplne i elektryczne, słabo odbijają światło.
   -ceramika- materiały nieorganiczne o jonowych i kowalencyjnych wiązaniach wytwarzane w wysokotemp. Procesach nieodwracalnych. Zalicza się tu szkła, beton i cement.
   -kompozyty- połączenie 2 lub więcej materiałów. Jeden stanowi osnowę a drugi jego wzmocnienie w postaci włókien. Mat. Lekkie, wytrzymałe, plastyczne, odporne na wys. Temp. A także twarde i odporne na uderzenia materiałów narzędziowych.

3. Warstwa wierzchnia-warstwa materiału ograniczona rzeczywistą powierzchnią przedmiotu, obejmująca tą powierzchnię oraz część materiału w głąb do powierzchni rzeczywistej , która wykazuje zmienione cechy fiz i chem w stosunku do cech tego materiału w głębi przedmiotu.

4. Powłoka- inny materiał nałożony na rdzeń. Ten materiał posiada własną powierzchnię. Występuje granica między powłoką a podłożem w postaci warstwy o pewnej objętości.

5. Metody wytwarzania warstw powierzchniowych
   -cieplne, mechaniczne, fizyczne, chemiczne i elektrochemiczne, cieplno-chemiczne, cieplno-mechaniczne

6. 8-strefowy model warstwy wierzchniej
   I-adsorpcja na powierzchni metali polarnych cząstek organicznych
   II-adsorpcja cząsteczek wody
   III adsorpcja gazów(azotu, par siarki, fosforu)IV-strefa tlenków-odtąd właściwa warstwa wierzchnia
   IV-strefa tlenków-warstwa tlenków metalu rdzenia, powstała w wyniku reakcji chem tlenu z materiałem rdzenia. Grubość zależy od wł chem metalu rdzenia i szybkości dyfuzji tlenu i innych czynników agresywnych, np. siarki, fosforu. Tworzy warstwę chroniącą rdzeń przed korozją. Ogranicza wartość en pow metalu.
   V-strefa bezpostaciowa- powstaje w wyniku uszkodzenia ziarn metalu rdzenia przez narzędzia skrawające. Składa się z ziarn pierwotnych materiału, które uległy odkształceniu, oraz ziarn wtórnych powstałych w skutek działania sił towarzyszących obróbce. Jest pozornie bezpostaciowa, bo występują odłamki ziarn.
   VI-strefa odkształceń plastycznych i steksturowania- obszar metalu odkształconego plastycznie, wyraźna włóknistość i steksturowanie, które powstaje w wyniku jednokierunkowego działania sił odkształcających plastycznie materiał warstwy wierzchniej. Wł fiz, chem i wytrzymałościowe są różne w różnych kierunkach.
   VII-strefa odkształceń plastycznych –obszar metalu tylko odkształconego plastycznie. Grubość zależy od czasu odkształcenia i nie przekracza kilku dziesiętnych mm.
   VIII-strefa odkształceń sprężystych- obszar odkształceń sprężystych i naprężeń rozciągających.

7. Parametry geometryczne ww
   -struktura geometryczna powierzchni- zespół odstępstw od pow idealnie gładkiej, odzwierciedlający stan kształtu pow rzeczywistej, określona struktura stereometryczna pow.: anizotropowa(o wyraźnym ukierunkowanym usytuowaniu wzniesień i wgłębień) i izotropowa( brak ukierunkowań). Ma istotny wpływ na wł eksploatacyjne.
   -nierówności pow- strukturę stereometryczną tworzą nierówności pow. Nierówność określają parametry: chropowatości(nierównośći na ogół o niewielkich odstępstwach wierzchołków wzniesień. Submirkonierówności lub submikrochropowatość mogą stanowić chropowatość lub być położone na chropowatości) i falistości(odmiana nierówności o dużych odstępstwach wierzchołków w porównaniu z wysokością faz(okresowa lub losowa) oraz wady struktury geometrycznej pow.

8. Wady struktury stereometrycznej powierzchni i przyczyny
   -bruzdy, rysy, wygięcia, zaokrąglenia – powstałe w wyniku oddziaływań innych ciał
   -pęknięcia, rozerwania, rozwarstwienia, pęcherze, naroślna, zgrubienia, wtrącenia, spękania- naprężenia materiału obrabianego
   -wżery, plamy, skorodowania- korozja
   -jamki, kratery-erozja

9. Parametry fizykochemiczne
   -emulsyjność( całkowita-jaka część mocy promiennej emituje jednostka badanej powierzchni w stosunku do jednostki pow hipotetycznego ciała stałego; monochromatyczna- określa odpowiednie stosunki gęstości). Największa emulsyjność: pow chropowate, matowe, bo rośnie wraz ze wzrostem nierówności, stopniem korozyjności środowiska i stopniem skorodowania.
   -odbijalność(refleksyjność) maleje ze wzrostem nierówności i ze wzrostem stopnia utlenienia. Największa odbijalność : pow gładkie, błyszczące i jasne.

10. Adsorpcja- proces przyciągania substancji i gromadzenia jej na powierzchni ciał stałych i cieczy na granicy dwóch faz.

11. Znaczenie swobodnej energii powierzchniowej i napięcia powierzchniowego 
    Atomy znajdujące się w obszarze międzyfazowym lub na granicy faz podlegają działaniu innego układu sił niż atomy znajdujące się w głębi fazy. Z jednej strony są one przyciągane przez atomy swojej fazy, a z drugiej przez atomy z fazy sąsiedniej. Znajdują się one więc w asymetrycznym polu sił.

Stan równowagi atomów na granicy faz jest opisywany za pomocą napięcia powierzchniowego
() i swobodnej energii powierzchniowej ().

Zależność pomiędzy tymi wartościami opisuje równanie:

 =  + S d/dS (1)

gdzie S jest jednostką powierzchni.

Dla cieczy po utworzeniu nowej powierzchni S atomy samorzutnie przyjmują nowe położenia równowagowe, stąd

d/dS = 0 (2)

i równanie przyjmuje postać =  (dla S ≠ 0).

Dlatego też, w przypadku cieczy najczęściej mówimy o napięciu powierzchniowym, zaś w przypadku ciał stałych o energii powierzchniowej.

1. Składowe histerezy kąta zwilżania i ich źródła
   Histereza kąta zwilżania ma dwie składowe: termodynamiczną i dynamiczną. Pierwsza z nich spowodowana jest chropowatością i heterogenicznością powierzchni, które sprawiają, że kropla może znajdować się w różnych stanach metastabilnych, którym odpowiadają różne kąty zwilżania. Druga składowa zależy od czasu i jej źródłem są takie zjawiska jak oddziaływanie chemiczne ciecz-tworzywo, wnikanie cieczy pomiarowej w pory, czy reorganizacja cząsteczek na powierzchni.

2. Metody wyznaczania kąta zwilżania
   -metoda Wilhelmy’ego
   -metoda pęcherzyka powietrza
   -metoda siedzącej kropli

3. Powierzchnia międzyfazowa i jej właściwości
   Powierzchnia międzyfazowa to niejednorodny obszar C pomiędzy jednorodnymi obszarami faz A i B. Powierzchnia międzyfazowa charakteryzuje się pośrednimi właściwościami pomiędzy A i B, ponadto charakteryzuje ją anizotropia ciśnienia związana z niejednorodnością obszaru międzyfazowego wzdłuż jego grubości.

4. Metody wyznaczania swobodnej energii powierzchniowej:

Metody oparte na podziale SEP na składowe niezależne:
- metoda Fowkesa
- metoda Owensa-Wendta
- metoda van Ossa-Chauhury‘ego-Gooda

Inne metody określania SEP:
- Metoda Zismanna
- Metoda Neumanna
- Metoda oparta na pomiarach histerezy kąta zwilżania
Energię powierzchniową materiału wyznacza się na postawie wyników kąta zwilżania tego materiału przez ciecze pomiarowe o znanych wartościach napięcia powierzchniowego. Najczęściej wykorzystywana jest metoda Owens’a-Wendt’a, która polega na przeprowadzeniu pomiarów kąta zwilżania za pomocą dwóch cieczy, jednej polarnej a drugiej niepolarnej.

1. Zasada działania elipsometru

przyrząd opt. do badania różnych właściwości powierzchni przez pomiar zmiany stanu polaryzacji światła odbitego od tej powierzchni;

w najprostszym przypadku układ opt. elipsometru składa się ze źródła światła emitującego promieniowanie monochromatyczne (np. laser), polaryzatora, ćwierćfalówki, analizatora i odbiornika (np. fotodioda).

1. Zastosowanie elipsometrii
   w przemyśle elektronicznym i opt. do pomiaru stopnia zanieczyszczenia materiałów, grubości cienkich warstw nakładanych na próbkę, stanu powierzchni próbki (np. chropowatość) i in.

2. Co to są filmy Langmuira-Blodgett? 
   są to warstewki utworzone na powierzchni wody lub r-ru(subfazie) poprzez naniesienie kilku krople r-ru substancji org w lotnym rozpuszczalniku org(np. chloroformie), który rozpływa się po powierzchni a następnie odparowuje. Film ten odpowiednio przenosi się na podłoże stałe.

3. Jaką budowę i właściwości muszą wykazywać związki zdolne do tworzenia filmów Langmuira-Blodgett? 
   -charakter hydrofobowo-hydrofilowy, np. kwasy tłuszczowe
   -związki amfifilowe, które w swojej strukturze mają części polarne i jednocześnie niepolarne lub sławo polarne.
   -asymetria elektryczna
   -- musi porządkować się na granicy faz tworząc ciekłą lub stałą fazę krystaliczną
   - nie może ulec zatapianiu
   - nie powinien tworzyć micel w obrębie subfazy.

4. Zastosowania filmów Langmuira-Blodgett 
   - duże znaczenie mają filmy substancji organicznych o biologicznym znaczeniu, jak proteiny, steroidy, lipidy ze względu na ich znaczenie w organizmach żywych.
   - substancje biologicznie aktywne - leki
   - jako pamięć optyczna i w konstrukcji banków pamięci (układ azo-benzenu)
   - w wyświetlaczach (filmy ciekłokrystaliczne).

5. Budowa monowarstwy samoorganizującej się 

-3-grupa funkcyjna- ma decydujący wpływ na nadanie podłożu właściwości powierzchniowych
-2-łańcuch alkilowy- determinuje grubość warstwy, odziaływania między molekularne
1-grupa wiążąca-łącznik między podłożem a cząsteczką monowarstwy
wiązania : - kowalencyjne, Si-O, silany na powierzchni SiO2/Si
-kowalencyjne spolaryzowane Au-S, alkanotiole na powierzchni Au
-jonowe Co-2Ag+, kwasy karboksylowe na powierzchni AgO/Ag
-podłoże

1. Sposoby otrzymywania SAMs, porównać metody 
   a) Sposób mieszany - tworzymy przez zmieszanie dwóch tioli o różnych łańcuchach. Ich stosunek w warstwie będzie zależał od: - proporcji w roztworze - długości łańcucha alkilowego - rozpuszczalności tioli w użytym rozpuszczalniku - właściwości grup z łańcucha ALE - nie zawsze będzie równy stosunkowi tioli w roztworze.

b) Sposób gradientowy - wykorzystuje dyfuzje dwóch tioli (o różnych łańcuchach) w warstwie żelu polisacharydowego, pokrywającej złoto, nasiąkniętej etanolem. Etanolowe roztwory tioli wstrzykuje się z dwóch przeciwnych stron powierzchni złota. Żel powoduje że dyfuzja następuje wystarczająco wolno, by utworzyła się kilkumilimetrowa warstwa.

1. Omówić 3 etapy obróbki cieplnej powierzchni metali bez przemiany fazowej
   -wyżarzanie - polega na nagrzaniu elementu, przetrzymaniu jakiś czas w tej temperaturze, a następnie powolnym schłodzeniu-zmniejszenie twardości materiału
   -hartowanie- polega na nagrzaniu stali do wysokiej temperatury, a następnie szybkim oziębieniu w wodzie lub oleju(materiał staję się twardy i wytrzymały)

i odpuszczanie- polega na nagrzaniu hartowanej stali, wygrzaniu w tej temperaturze, a następnie schłodzeniu(zmniejszenie twardości a zwiększenie udarności)

1. Na czym polega nasycanie dyfuzyjne niewspomagające 
   polega na dyfuzyjnym wprowadzeniu do wierzchniej warstwy wyrobu pierwiastka lub pierwiastków chemicznych.
           środowisko powinno zawierać związek chemiczny, z którego mogą wydzielać się aktywne atomy interesującego nas pierwiastka,

        przy powierzchni (w strefie Nernsta) zachodzą reakcje, w wyniku których uwalniają się atomy pożądanego pierwiastka i ulegają adsorpcji na powierzchni wyrobu,

        musi wystąpić dyfuzja, czyli wędrówka zaadsorbowanych atomów na powierzchni w głąb  metalu.

1. Obróbka mechaniczna:
   -Nagniatanie naporowe – wywieranie stałego lub zmiennego nacisku na powierzchnię metalową twardszym narzędziem o powierzchni gładkiej w postaci krążka (krążkowanie), kulki (kulkowanie), rolki (rolkowanie), przepychacza (przepychanie), przeciągacza (przeciąganie) w celu umocnienia na zimno i zmniejszenia chropowatości obrabianej

powierzchni.
-nagniatanie udarowe – wykorzystuje energię kinetyczną stalowych,

ceramicznych lub szklanych kulek lub śrutu, miotanych siłą odśrodkową,

strumieniem sprężonego powietrza lub energią detonacji gazów

wybuchowych (kulowanie), albo energii kinetycznej gładkiego narzędzia

(młotkowanie). Nagniatane warstwy tą metodą są mniejsze niż nagniataniem

naporowym. Nagniatanie udarowe stosowane jest często celem

wprowadzenia naprężeń ściskających w WW aby odkształcić (wyprostować)

przedmioty cienkościenne.

-Natryskiwanie detonacyjne – proces zbliżony do natryskiwania cieplnego,

polegający na wykorzystaniu energii kinetycznej cząstek proszku metali lub

ceramiki, nadawanej im w wyniku detonacji gazu, przy nieznacznym

nagrzaniu powierzchni. Uzyskuje się powlokę bardziej drobnoziarnistą i o

lepszych właści-wo-ściach mechanicznych niż przy natryskiwaniu cieplnym
-skrawanie

1. Metody fizyczne
   - zestalanie fizyczne (schnięcie),

- osadzanie fizyczne par (PVD),

- implantowanie jonów.

1. Krótko scharakteryzować węgiel aktywny i opisać przykłady zastosowania 
   Węgiel aktywny jest czarnym, porowatym, amorficznym sorbentem. Jego pojemność sorpcyjna, wielkość powierzchni właściwej (sięgającej nawet do 2500 m2/g), wielkość i rozkład porów czy uziarnienie, czyni węgiel aktywny znakomitym i uniwersalnym adsorbentem.

Istnieje wiele teorii dotyczących mikroskopowej struktury węgla aktywnego oraz jej wpływu na działanie tego sorbentu. Podstawową jednostką strukturalną węgla aktywnego jest heksagonalna struktura grafitu, czyli postać niezliczonych maleńkich płytek grafitowych. Płytki połączone są ze sobą wiązaniami chemicznymi tworząc rozpadliny, pęknięcia i kieszenie, w których adsorbowane są zanieczyszczenia.

-Oczyszczanie wody i ścieków usuwanie pestycydów, detergentów, substancji

odpowiedzialnych za smak, barwę, i zapach wody
Oczyszczanie przemysłowych gazów odlotowych: adsorpcja SO2, SO3, H2S, CS2, NH3,

NOx i innych gazów toksycznych.
- Odzyskiwanie rozpuszczalników organicznych: benzyny, benzenu, toluenu, ksylenów,

acetonu, niższych alkoholi, eterów, estrów
-Oczyszczanie powietrza: ochrona dróg oddechowych przed substancjami toksycznym
- Deodoryzacja powierza; usuwanie nieprzyjemnych zapachów z powietrza, np.

merkaptanów, amin, fenoli, pirydyny i innych.

- Rozdzielanie mieszanin gazowych: wydzielenie poszczególnych składników z mieszaniny

gazów, np. rozdział propanu i butanu z gazu ziemnego, rozdzielenie powierza na tlen

i azot i inne.

- Magazynowanie energii: Adsorpcyjne magazynowanie gazu ziemnego, metanu, wodoru

i innych nośników energii pod ekonomicznym i bezpiecznym ciśnieniem.

- Oczyszczanie spalin samochodowych: na nośniku węglowym z osadzonymi

katalizatorami następuje dopalanie nie spalonego w silniku paliwa a także adsorpcja

tlenków siarki i azotu.

- Przemysł chemiczny: odbarwianie roztworów, odzyskiwanie cennych składników

z gazów produkcyjnych, eliminacja substancji szkodliwych itd.

1. Co to jest platerowanie i jakie ma zastosowanie 
    nakładanie na wyroby metalowe cienkich powłok z innych metali. Platerowanie stosuje się w celu zabezpieczenia przed korozją, uzyskania specjalnych własności elektrycznych lub cieplnych, a także do osiągnięcia odpowiednich efektów artystycznych poprzez powleczenie przedmiotów (głównie miedzianych) warstwą metalu szlachetnego (szereg napięciowy), np. srebra, złota. Wyroby takie nazywane są platerami.

2. Porównać metody PVD i CVD, krótko opisać obie metody
   Fizyczne osadzanie z fazy gazowej (PVD), osadzanie powłoki z fazy gazowej przy wykorzystaniu zjawisk fizycznych. Mechanizm tworzenia powłoki opiera się na krystalizacji.. Gaz materiału osadzanego krystalizuje na podłożu, wiążąc się siłami adhezji. Z tego względu połączenie powłoka-podłoże ma charakter adhezyjny i zależy od czystości podłoża. Przed obróbką właściwą stosuje się chemiczne (zgrubne) i jonowe (dokładne) metody oczyszczania powierzchni. Technika PVD ma bardzo duży potencjał aplikacyjny głównie ze względu na niską temperaturę obróbki oraz zachowanie składu chemicznego materiału źródła. W procesie PVD osadzaniu powłoki nie towarzyszą żadne przemiany chemiczne, obserwuje się wyłącznie zmianę stanu skupienia wprowadzonej substancji. Mechanizm osadzania kontrolowany jest przede wszystkim poprzez dobór temperatury podłoża oraz ciśnienie i skład atmosfery reakcyjnej. Celem procesu jest wytworzenie cienkich warstw o ściśle kontrolowanym składzie modyfikujących fizyczne i chemiczne właściwości powierzchni.
   Chemiczne osadzanie z fazy gazowej  CVD – metoda obróbki cieplno-chemicznej materiałów. Metoda polega na wprowadzaniu do komory reakcyjnej najczęściej gazowych substratów, gdzie na gorącym podłożu zachodzą odpowiednie reakcje chemiczne. Tradycyjne metody chemicznego osadzania z fazy gazowej wymagają wysokich temperatur koniecznych do zajścia pożądanych reakcji, umożliwiających tworzenie się warstw, co znacznie ogranicza zakres stosowania tych metod. Do otrzymania produktów reakcji używa się różnych substratów gazowe i ciekłych – zwanych prekursorami – którymi mogą być wodorki, halogenki (głównie chlorki), karbonylki a także lotne związki metaloorganiczne, krzemoorganiczne i tym podobne. Prekursory w formie gazu lub pary doprowadza się do komory reaktora, najczęściej za pomocą gazów nośnych obojętnych (np. argonu, helu) lub takich, które mogą brać udział w reakcjach chemicznych prowadzących do powstania warstw (np. azotu, metanu, wodoru, amoniaku) lub mieszaniny tych gazów.

3. Wymagania stawiane powłokom galwanicznym 
   -dobra przyczepność(adhezja) powłoki do podłoża
   -szczelność, czyli jak najmniejsza porowatość
   -drobnokrystaliczna struktura
   -odpowiednia minimalna grubość dla danych warunków użytkowania
   -wygląd zew, barwa, gładkość

4. Wymienić właściwości fizyczne i chemiczne grafenu
   Świetny przewodnik ciepła - przewodność cieplna wynosi od 4840 do 5300 W/mK (przykładowo dla porównania przewodność cieplna srebra wynosi - 429 W/mK) 
   Posiada bardzo małą rezystancję 
   Pochłania jedynie ok 2,3% światła czyli jest praktycznie przezroczysty 
   100 razy twardszy od stali / przy tej samej grubości/ jest jednocześnie niesamowicie elastyczny. Poddaje się rozciągniu nawet o 20-25%. 
   Posiada dużą ruchliwość elektronów w normalnej temperaturze 
   Posiada wysoką pojemność sorpcyjną gazów. Nie przepuszcza dużej ilości atomów. Warstwa grafenu stanowi zaporę nawet dla atomów helu. 
   Chemiczne odporny na działanie wody i rozpuszczalników organicznych. Rozpuszczalny w wodzie po reakcji H2SO4 i HNO3 
   Uwodorniony grafen (grafan) jest izolatorem 
   Na utlenionym podłożu jest półprzewodnikiem 
   Możliwe są modyfikacje - zmiany właściwości magnetycznych 

5. Zalety i wady hartowania indukcyjnego 
   Zalety:
   możliwość zastosowania do przedmiotów o niemal dowolnym rozmiarze i kształcie, otrzymanie twardej warstwy powierzchniowej o określonej grubości przy zachowaniu ciągliwego rdzenia, wyeliminowanie krzywienia się, zachowanie gładkiej nie utlenionej powierzchni, duża wydajność procesu.
   Wady: skomplikowana aparatura

6. Różnice między skaningowym a transmisyjnym mikroskopem elektronowym 
   Najważniejszą różnicą pomiędzy tymi dwoma mikroskopami jest sposób "spoglądania" na preparat. Mikroskopem skaningowym widzimy niewiarygodnie ostry obraz powierzchni preparatu np. zdjęcie pyłku traw 
   Mikroskop transmisyjny zagląda wewnątrz preparatu. Elektrony przenikają preparat ukazując jego strukturę wewnętrzną. Doskonale są widoczne np. elementy wewnątrz komórkowe

7. Zalety i ograniczenia techniki XRD 
   Zalety

• technika nieniszcząca, niewielkie ilości próbek potrzebne do badań;

• stosunkowo szybka;

• umożliwia identyfikację struktury oraz faz występujących w preparacie (bez określenia składu pierwiastkowego);

• umożliwia określenie w sposób ilościowy koncentracji danej fazy w materiale;

• technika pozwala na określenie stopnia krystalizacji materiału, rozmiarów ziaren (materiały polikrystaliczne) oraz orientacji (badania tekstury)

Ograniczenia:
-makroskopowe ilości próbek;

• w większości przypadków wymagane jest wykonanie dodatkowych badań w celu określenia składu chemicznego;

•złożone obrazy dyfrakcyjne uzyskane z materiałów o mieszanym składzie faz utrudniają ich identyfikację.

1. Jakie są podstawy fizyczne spektroskopii elektronów Augera?
   Wiązka pierwotna (elektrony, promieniowanie elektromagnetyczne) jest kierowana na badaną próbkę. W wyniku oddziaływania wiązki pierwotnej z tym materiałem mogą zajść dwa konkurencyjne zjawiska:

• emisja charakterystycznego promieniowania X

• efekt Augera

W przypadku spektroskopii elektronów Augera oczywiście wykorzystuje się efekt bezpromienistego przejścia elektronu na niższą powłokę. Obszar emisji elektronów Augera jest bardzo płytki, co ogranicza ową metodę tylko do pomiaru powierzchni. Przyjmuje się, że głębokość pomiaru wynosi:

gdzie:

-średnia droga swobodna elektronu

Wybicie elektronu z wewnętrznej podpowłoki powoduje powstanie na tej podpowłoce niesparowanego spinu. Niesparowany spin s pozostałego elektronu dodaje się do jego orbitalnej liczby kwantowej l. Mamy wtedy do czynienia ze sprzężeniem spin-orbita objawiającym się powstaniem dodatkowej liczby kwantowej j (sumaryczny moment pędu). Przed wzbudzeniem atomu poszczególne podpowłoki i ich stany energetyczne nachodziły na siebie, tak iż niemożliwe było ich odróżnienie.

Energia wiązki pierwotnej E₀ wynosi 3 - 5 keV

1. Wymienić 3 metody obróbki powierzchni polimerów 
   -metody obróbki UV
   -obróbka płomieniowa
   -metalizowanie

2. Implant
   ciało obce wszczepiane do organizmu w celu odtworzenia naturalnej funkcji lub estetyki uszkodzonego organu. Najczęściej stosowane są implanty zastępujące tkanki twarde.

3. Przedstaw 3 wybrane modyfikacje powierzchni biomateriałów 
   -biologiczne- immobilizacja biomolekuł na powierzchni lub szczepienie wybranych elementów białkowych lub samych aminokwasów
   -chemiczne- zmiany strukturalne powierzchni(trawienie, szczepienie, reakcje chemiczne na powierzchni)
   -fizykochemiczne- metody obróbki powierzchni, w wyniku których uzyskuje się zmianę struktury materiału, wzrost/spadek chropowatości, zmianę zwilżalności bądź energii powierzchniowej(osadzanie, powlekanie, szczepienie)

4. Wymienić 3 metody łączenia powierzchni metali. Opisać jedną z nich. 
   -spawanie
   -lutowanie
   -zgrzewanie-rodzaj technologii trwałego łączenia części urządzeń lub konstrukcji wykonanych z metalu .
   Polega ono na rozgrzaniu stykających się powierzchni tak, aby przeszły one w stan plastyczny (ciastowaty) i dociśnięciu ich. Uplastycznieniu ulega tylko niewielka objętość na granicy styku.

5. Wymienić i krótko scharakteryzować typy fotorezystów 
   Fotorezystory wykonuje się z materiałów półprzewodnikowych takich jak: CdS, CdSe, CdTe, PbS, PbSe, jak również z półprzewodników trójskładnikowych np. tellurku kadmowo rtęciowego CdHgTe. Od materiału półprzewodnikowego zależy zakres widmowy lS1, lS2 wykrywanego promieniowania, czyli zakres długości fal, dla którego czułość fotorezystora wynosi nie mniej niż 10% czułości maksymalnej.

6. Podać wady i zalety litografii rentgenowskiej 
   Zalety:
   -szybki proces
   -rozdzielczość 0.5 um
   -znika problem kurzu
   -redukcja efektów dyfrakcji, refleksji i rozpuszczalnika
   -wysoki współczynnik kształtu
   -niewielki koszt źródła promieniowania
   Wady:
   -błąd powiększenia
   -druk cienisty
   -„ wymaga czułych rezystów

„ długi i skomplikowany proces wywoływania

„ trudne wytwarzanie masek
Wymagana bardzo czuła warstwa rezystywna dla wyższej rozdzielczości przy słabym źródle promieniowania

• Wieloetapowy proces dla negatywnej warstwy rezystywnej

• Długi czas naświetlania dla pozytywnej warstwy

• Skomplikowane wytwarzanie masek

• Wymagane większe ekranowanie źródła promieniowania

• Wysoki koszt wytwarzania masek

1. Jakie fale wzbudzają procesy fotokatalizy w TiO2? 
   Światło o długości fali w zakresie poniżej 400 nm (ultrafioletowe UV, pasmo światła widzialnego to zakres fali o długości 380 ~ 780 nm) powoduje w nanocząstkach półprzewodnika, jakim jest dwutlenek tytanu, wybijanie elektronów z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa.

2. Opisz mechanizm procesu fotokatalizy 

Dzięki temu na powierzchni dwutlenku tytanu powstają elektrony (e^-), które łączą się z tlenem z powietrza formując aktywny tlen (O₂^-) oraz dziury elektronowe (h+), które łączą się z parą otaczającego powietrza lub wodą i tworzą rodniki wodorotlenowe (.OH) z wody. Ten proces jest podobny do fotosyntezy, w której chlorofil wyłapuje światło słoneczne żeby zmienić wodę i dwutlenek węgla w tlen i glukozę.

Uformowany rodnik wodorotlenowy (.OH) jest silnym utleniaczem i jest dostatecznie mocny, aby utleniać i rozkładać różnego rodzaju zabrudzenia organiczne, np.: ptasie odchody, tłuszcze, oleje, spaliny, gazy zapachowe, bakterie. Po tych reakcjach zabrudzenia same odpadają lub łatwo dają się spłukać wodą (np. deszczem) tym bardziej, że powłoki z TiO₂ wykazują też silne właściwości hydrofilowe. Część zanieczyszczeń w kolejnych reakcjach przekształci się w wodę i dwutlenek węgla. Aktywny tlen (O₂^-) wyzwala zaś reakcje redukcji.
Definicja fotokatalizy rozróżnia dwa zasadnicze procesy.

W pierwszym z nich w wyniku działania promieniowania o odpowiedniej długości

fali (energii), następuje fotowzbudzenie katalizatora i jego oddziaływanie

z zaadsorbowanym reagentem w stanie podstawowym – mówimy wtedy

o sensybilizowanej fotoreakcji. Jeżeli natomiast, promieniowaniem zostaną

wzbudzone substraty, które następnie będą oddziaływały z katalizatorem w stanie

podstawowym, będziemy mówić o katalizowanej fotoreakcji [2, 35].

Fotokataliza heterogeniczna, obejmuje badanie procesów wzajemnego

oddziaływania pomiędzy fotokatalizatorem w stanie stałym a fazą ciekłą lub

gazową, zawierającą reagenty i produkty reakcji.

1. Jakie warunki muszą spełniać superhydrofobowe powierzchnie? 
    -kąt zwilżania przekracza u nich 150°C. Oznacza to, że powierzchnia wykazuje większe powinowactwo do powietrza niż do znajdującej się na niej cieczy
   - na ogół zawierają dodatek w postaci fluorowanych związków krzemionki, które są wysoce hydrofobowe i obniżają energię powierzchniową.
   -wykazywać dużą chropowatość

2. Czynniki wpływające na wytrzymałość połączeń adhezyjnych 
   Wśród czynników wpływających na nośność połączeń adhezyjnych należy

wymienić: pracę adhezji oraz pracę związaną z pokonaniem innych rodzajów sił

(np. elektrostatycznych), rozkład naprężeń w spoinie, właściwości mechaniczne łączonych elementów, pracę odkształcenia związaną z pokonywaniem oporów wynikających z wzajemnych oddziaływań nierówności analizowanych powierzchni i inne