Načrtovanje materialov

Splošen opis:

Namen tega predmeta je seznanitev slušateljev s sistematiko, zgradbo in parametri materialov, kar omogoča razumevanje metodologije načrtovanja z jasno opredelitvijo želenih ciljev. Opredeli in poda se načrtovanje konstitucije z opredelitvijo njene hierarhije na vseh treh nivojih (makro, mikro in nano), njen nastanek, razvoj in stabilnost makro-, mikro- in nanostrukture v povezavi z lastnostmi in obnašanjem materialov. Pri tem se posebej izpostavljajo povezava fizikalno-kemičnih lastnosti osnovnih gradnikov in njihove medsebojne interakcije ter s tem povezane nastale mikro- in nanostrukture. Pridobljeno znanje je osnova za inovativno preverjanje obstoječih materialov in načrtovanje ter razvoj kovinskih in nekovinskih ter kompozitnih materialov. Pri uvajanju in usmerjanju v sodobno razvojno delo se pridobijo kompetence na področju selekcije materialov v povezavi zgradba–lastnosti–namembnost.

Cilji in kompetence:

Študent se seznani s sistematiko, zgradbo in parametri materialov, kar omogoča razumevanje metodologije načrtovanja. Spozna načrtovanje konstitucije, njen nastanek, razvoj in stabilnost makro-, mikro- in nanostrukture v povezavi z lastnostmi in obnašanjem materialov. Pridobljeno znanje je osnova za inovativno preverjanje obstoječih materialov in načrtovanje ter razvoj kovinskih in nekovinskih materialov. Pridobi kompetence pri uvajanju in usmerjanju v sodobno razvojno delo na področju selekcije materialov v povezavi zgradba-lastnosti- namembnost.

Znanje in razumevanje:

Deklarativno znanje: Osnove zgradbe materialov in njeni tipi na mikro- in nanonivoju. Stabilnost strukturnih sestavin. Razumevanje značilnosti napak ali defektov v zgradbi materialov in vplivu le-teh na lastnosti ter interakcija kemijskih elementov. Samostojna priprava seminarja iz tematike povezane s sodelovanjem pri aktualnih projektih.

Vsebina:

Razvoj in načrtovanje materialov: cilji, področja uporabe in zanesljivost materialov, sistematika in selekcija materialov, metodologija načrtovanja. Zgradba materialov: nastanek, definicija in analiza, osnovni tipi dvofaznih in večfaznih mikrostruktur; disperzija, mrežasta zgradba, dupleks in dualna mikrostruktura, prehod enega tipa mikrostrukture v drugega in fizikalne lastnosti, nanostruktura, steklasto stanje.

Stabilnost mikrostrukture: vzroki in mehanizmi sprememb, laminati in vlaknate tvorbe, deformacijske in rekristalizacijske teksture, metode utrjevanja in zaviranja sprememb mikro- in nanostruktrunih sestavin.

Fizikalno-kemične osnove načrtovanja: interakcija elementov, konstitucijski kriteriji izbire komponent, vloga faznih diagramov; definicija osnove, dodatkov in primesi, principi poizkusov. Opredelitev nalog načrtovanja kovinskih in keramičnih materialov: izbira zlitinskih komponent ter legirna sistematika in tehnika, izhodišča za izbiro zlitin, funkcionalna in konstrukcijska keramika, mikrostruktura-lastnosti kot podlaga za razvoj. Polimerne snovi: zgradba in lastnosti, termoplasti, amorfne in kristalne strukture, kompozitni polimerni materiali.

Metode poučevanja:

Predavanja, seminarji, raziskovalni seminarji, laboratorijske vaje, simulacije, nastopi, vključevanje v projektno delo.

Način ocenjevanja:

Pisni izpit: 40 % ocene.

Ustni izpit: 40 % ocene.

Seminar: 20 % ocene.