Metode karakterizacije materijala

NAZIV PREDMETA Metode karakterizacije materijala

Kod

KTC112

Godina studija

1.

Nositelj/i predmeta

Doc. dr. sc. Sanja Perinović Jozić
Prof. dr. sc. Dražan Jozić

Bodovna vrijednost (ECTS)

5.0

Suradnici

Način izvođenja nastave (broj sati u semestru)

P S V T

30

0

30

0

Status predmeta

Obvezni

Postotak primjene e-učenja

0 %

OPIS PREDMETA

Ciljevi predmeta

Stjecanje teorijskih znanja o različitim metodama i tehnikama karakterizacije materijala, te praktičnih znanja o pripravi uzoraka i primjeni jednostavnih i naprednih instrumentalnih tehnika i metoda.

Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije potrebne za predmet

 

Očekivani ishodi učenja na razini predmeta (4-10 ishoda učenja)

Nakon uspješno položenog kolegija student će moći:
1. optimalno koristiti mnogobrojne mogućnosti pojedinih instrumenata
2. zaključiti koja se instrumentalna metoda i tehnika može primijeniti za određivanje zadanih svojstava materijala
3. ispravno pripraviti uzorke i pripremiti instrument za pojedino mjerenje, tj. provesti kalibraciju instrumenta
4. samostalno sprovesti mjerenja i odrediti osnovne parametre dobivenih mjernih podatka

Sadržaj predmeta detaljno razrađen prema satnici nastave

1. tjedan: P Uvodne napomene vezane za kolegij, Uvod u strukturu i svojstva materijala primjenom MSE tetraedra (Material Science and Engineering) za pojašnjenje međusobne veze između sastava, strukture, svojstava i sinteze materijala. Podjela materijala. Podjela temeljena na strukturi materijala. Kristalno stanje i amorfno stanje. Praktični primjeri strukture i svojstava otpadnih materijala u okolišu.
2. tjedan: P Razvoj tehnika i metoda karakterizacije materijala kroz povijest Uvod u metode karakterizacije materijala, Točnost i preciznost mjerenja, statistička odstupanja mjerenja. Osnovni pojmovi instrumentalnoj karakterizaciji materijala (kalibracija, rekalibracija, bazna linija, standardi, sistematske pogreške...)
3. tjedan: P Fizikalno kemijska svojstva materijala, Osnovni pojmovi i terminologija. Kristalna stanja, Simetrijski elementi, Kristalni sistemi, Prostorna simetrija i prostorne grupe. Kristalne plohe, Millerovi indeksi i međuplošne udaljenosti, d. Izomorfizam i polimorfizam, Enantimorfizam i kiralnost, Kristalni habitusi, Denedriti, Kompozitni kristali i sraslaci, Nepravilnosti u kristalima.
4. tjedan: P Elektromagnetska zračenja, Instrumentalne metode i tehnike, Rendgenska zračenja, Interakcija rendgenskog zračenja sa elektronima, Interakcija elektromagnetskog zračenja sa atomima. Osnove rendgenske fluoroscencijske tehnike i metode,. Kalibracija i kalibracijski standardi instrumenata, Interpretacija rezultata.
V Određivanje elementnog sastava primjenom fluoroscencijske tehnike.
5. tjedan: P Osnove primjene difrakcije X-zraka na polikristalnim uzorcima. Određivanje osnovnih parametara difrakcijske slike. Industrijske izvedbe instrumenata i ograničenja.
V Brze metode karakterizacije materijala primjenom rendgenske difrakcije.
6. tjedan: P Mikroskopske tehnike, Svjetlosna mikroskopija, Zakon refleksije, Zakon loma, Apsolutni i relativni indeks loma, Metode mjerenja indeksa loma, Dvolom, Građa mikroskopa, Polarizacijski mikroskop, Kompenzacijske pločice i njihova uloga.
V Primjena mikroskopije u karakterizaciji materijala
7. tjedan: P Provjera znanja (I. kolokvij). Spektroskopske tehnike i metode karakterizacije materijala. Teorijske osnove infracrvene (IR) spektroskopije.
V - Primjena IR spektroskopije u karakterizaciji materijala
8. tjedan: P Osnove interakcije infracrvenog zračenja (IR) s tvari, Osnovni pojmovi vezani za IR spektroskopiju, Mogućnosti primjene IR spektroskopije. Metode priprave uzoraka, Metode i tehnike mjerenja, Praktične upute za provedbu mjerenja na infracrvenom spektrofotometru.
V Primjena IR spektroskopije u karakterizaciji materijala.
9. tjedan: P Uvod u toplinske tehnike i metode analize. Temeljni pojmovi. Vrste toplinskih tehnika i metoda. Faktori koji utječu na rezultate toplinske analize.
10. tjedan: P Teorijske osnove termogravimetrije (TG). Pogreške koje se javljaju u mjerenju. Standardi za kalibraciju i metode kalibracije instrumenta TG i TG/DTA. Određivanje bazne linije i interpretacija mjerenja. Važnost kalibracije instrumenta, programa rada, uvjeta rada, priprave uzoraka. Interpretacija rezultata TG krivulje. Mogućnosti primjene termogravimetrije (primjeri) i mogući problemi.
V Određivanje toplinske i termooksidacijske postojanosti materijala termogravimetrijskom metodom.
11. tjedan: P Provjera znanja (II. kolokvij). Teorijske osnove diferencijalne pretražne kalorimetrije (DSC) i diferencijalne toplinske analize (DTA). Instrumentalne izvedbe navedenih tehnika.
12 tjedan: P Važnost kalibracije instrumenta, programa rada, uvjeti rada, priprave uzoraka za DSC i DTA mjerenja. Mogućnosti primjene (primjeri) i mogući problemi. Pogreške koje se javljaju u mjerenju. Standardi za provedbu procesa kalibracije i rekalibracije instrumenata, Određivanje bazne linije i interpretacija mjerenja.
V Određivanje toplinskih svojstava materijala diferencijalnom pretražnom kalorimetrijom.
13. tjedan: P Teorijske osnove termomehaničke analize (TMA) i dinamičko-mehaničke analize (DMA). Građa TMA sustava. Kalibracija instrumenta, program rada, uvjeti rada, priprava uzoraka itd. TMA krivulje. Mogućnosti primjene (primjeri) i mogući problemi.
14. tjedan: P Građa DMA sustava. Kalibracija instrumenta, program rada, uvjeti rada, priprava uzoraka itd. DMA krivulje. Mogućnosti primjene (primjeri) i mogući problemi.
15. tjedan: P Ponavljanje. Provjera znanja (III. kolokvij)

Vrste izvođenja nastave:

Obveze studenata

Nazočnost na predavanjima u iznosu od 70% do 100%, a na vježbama od 100% ukupne satnice.

Praćenje rada studenata (upisati udio u ECTS bodovima za svaku aktivnost tako da ukupni broj ECTS bodova odgovara bodovnoj vrijednosti predmeta):

Pohađanje nastave

1.0

Istraživanje

0.0

Praktični rad

0.0

Eksperimentalni rad

1.0

Referat

0.5

Priprema za eksperimentalni ra

0.6

Esej

0.0

Seminarski rad

0.0

Samostalni rad

0.5

Kolokviji

0.8

Usmeni ispit

0.8

 

 

Pismeni ispit

0.8

Projekt

0.0

 

 

Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata tijekom nastave i na završnom ispitu

Cjelokupni ispit može se položiti preko tri kolokvija tijekom semestra. Minimum za uspješno položen kolokvij je granica od 50% riješenog testa. Svaki kolokvij u ocjeni učestvuje s udjelom od 25%. Prisutnost na predavanjima od 70 do 100% predstavlja udio od 5% ocjene dok je prisutnost na Laboratorijskim vježbama od 100% udio od 10% ocjene. U ispitnim rokovima polaže se pismeni i usmeni ispit. Minimum za prolaznost je 50% riješenog testa. Položeni jedan kolokvij (prethodna aktivnost) vrijedi i u ljetnom ispitnom roku s udjelom od 10% u ocjeni. Pismeni ispit ima udio 35%, a usmeni 40%. Studenti koji nisu položili ispit putem kolokvija polažu ispit preko pismenog i usmenog ispita u redovitim ispitnim rokovima. Granica za prolaznosti je 50 % riješenog testa, a pojedini oblik ispita učestvuje u ocjeni s udjelom od 50%.
Ocjene: 50%-61% - dovoljan, 62%-74% - dobar,75%-87% -vrlo dobar, 88%-100% - izvrstan.

Obvezna literatura (dostupna u knjižnici i putem ostalih medija)

Naslov

Broj primjeraka u knjižnici

Dostupnost putem ostalih medija

H. Günzler and H. Gremlich, Uvod u infracrvenu spektroskopiju, Školska knjiga Zagreb, 2006.

1

T. Kovačić, Struktura i svojstva polimera, Sveučilište u Splitu, Split, 2010.

1

Michael E. Brown, Introduction to Thermal Analysis, Techniques and Applications (2nd edition), Kluwer Academics Publishers, New York, 2004.

1

B.E. Warren, X-Ray diffraction, Dover Publications, New York

Dopunska literatura

1. Roger N. Clark, Spectroscopy of Rocks and Minerals, and Principles of Spectroscopy, John Wiley and Sons, Inc, New York, 1999.
2. Odabrani članci iz časopisa po preporuci predmetnog nastavnika

Načini praćenja kvalitete koji osiguravaju stjecanje utvrđenih ishoda učenja

1. praćenje sugestija i reakcija studenata tijekom semestra
2. studentska anketa

Ostalo (prema mišljenju predlagatelja)