Харківський державний університет

ХАРЧУВАННЯ ТА ТОРГІВЛІ

 

 

«Матеріалознавство та основи технології виробництва

Споживчих товарів»

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

для самостійного вивчення студентами денної та заочної форми навчання освітнього рівня «бакалавр» професійного спрямування 6.050300 «Товарознавство та комерційна діяльність», Товарознавство та експертиза товарів в митній справі», «Експертиза товарів та послуг».

 

 

Харків -2006

 

 

 

 

ВСТУП

 

Матеріалознавство - це прикладна наука про будову та властивості матеріалів, головною метою якої є встановлення зв’язку між структурою, складом, металів, сплавів та інших матеріалів і їхніми властивостями. Під час виробництва непродовольчих товарів використовуються різні види матеріалів, але основними конструкційними матеріалами залишаються метали (кольорові або чорні). Тому основну увагу в посібнику приділено вивченню твердих тіл. Це також пов’язано з тим, що для більшості матеріалів, як металевих так і неметалевих, характерною є кристалічна будова. Все це дає можливість з однієї позиції розглядати закономірності формування кристалічної структури та властивостей, які відтворюють природу зв’язків між атомами.

Вивчення зв’язків між складом, кристалічною структурою та властивостями твердих тіл дає можливість розробити принципово нові матеріали (наприклад аморфні метали, напівпровідники з новими властивостями) на основі модифікації хімічного складу, зовнішніх дій, які впливають на їхню структуру.

Теоретичні основи матеріалознавства – це відповідні розділи фізики (фізика твердого тіла) та хімії, де використовується складний математичний апарат та розділи із квантової механіки. Традиційно ці розділи “важкі” для студентів товарознавців, а також технологів і матеріалознавців. Тому основне завдання для автора полягало в тому, щоб, не зловживаючи математичним апаратом, викласти розділи твердого тіла таким чином, щоб зменшити ту відстань, яка ще існує між теорією твердого тіла та практичним матеріалознавством.

В дисципліні розглянуті сучасні та перспективні технології одержання нових матеріалів. Для металів – це швидкісне охолодження, спрямована кристалізація, надпластичне формування. Для напівпровідників – технологія виготовлення інтегральних, гібрідних та плівкових мікросхем. Розглянуто планарно – епітаксійну технологію одержання надрешіток і нових електронних і оптично електронних приладів. Також багато уваги приділено сучасним технологіям одержання неметалевих матеріалів – пластмас, кераміки, композитів.

ЗАГАЛЬНІ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

Методичні вказівки до самостійної роботи з дисципліни "Матеріалознавство та виробництво непродовольчих товарів" розроблено для студентів товарознавчого факультету денної та заочної форм навчання.

Самостійна робота студентів - це один з видів навчання, що відбувається без викладача, на відміну від аудиторних занять, але викладачем чітко регламентуєть- ся обсяг її і зміст, здійснюється безпосереднє керівництво та визначаються методи контролю.

Самостійна робота студентів з курсу "Матеріалознавство та виробництво непродовольчих товарів" включає такі форми:

• опрацювання лекційного матеріалу тем курсу;

• підготовку до лабораторних занять;

• виконання індивідуальних самостійних завдань;

• участь у науково-дослідній роботі кафедри;

• підготовку доповідей та участь у наукових студентських конференціях.

Для успішного вивчення дисципліни та проведення науково-дослідної роботи студент повинен вивчити матеріал конспектів, літературних видань, нормативно-технічну документацію.

Готуючись до лекції, студенту слід опрацювати матеріал попередньої лекції, а після прослуховування лекції слід опрацювати лекційний матеріал за допомогою підручників та рекомендованої літератури. Це має особливе значення, оскільки в лекціях висвітлюється не весь матеріал, а лише основні теоретичні положення, найбільш актуальні проблеми, тоді як більшість другорядних, менш складних проблем, залишається для самостійного опрацювання.

Підготовка до занять починається після опрацювання лекційного матеріалу. Студент повинен уважно вивчити теоретичні положення теми, дати відповіді на контрольні питання, які наведено у методичних вказівках до проведення лабора- торних робіт, розглянути методику проведення заняття.

На індивідуальне самостійне опрацювання матеріалу студентами винесено:

• вивчення окремих тем курсу;

• виконання індивідуального завдання

Згідно з тематичним планом передбачено вивчення на аудиторних заняттях практично усіх тем. Контролювання знань, отриманих у процесі самостійного вивчання дисципліни, здійснюється за поданими тестами.

Використання тестів допомагає викладачу визначити ступень теоретичної та практичної підготовки студентів з навчальної дисципліни

ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛІНИ

2.1. Розподіл навчального часу за темами та формами аудиторних занять і самостійної роботи для денної форми навчання

№ з/п	Загальна назва тем курсу	Аудиторні заняття	Самостійна робота	Всього годин за навчальним планом
лекції	лабора- торні
	Тема 1.Вступ. Завдання матеріалознавства.Основні методи вивчення будови і властивостей матеріалів. Формування структури і властивостей матеріалів.
	Тема 2. Будова і властивості матеріалів. Елементи кристалографії. Вплив типу зв'язку на структуру і властивості.
	Тема 3. Дефекти кристалів. Дислокації, їх роль при визначенні міцності кристалів. Дифузія в металах і сплавах. Рідкі кристали.
	Тема 4. Кристалізація. Вплив умов кристалізації на структуру і властивості полікристалічних матеріалів. Форми кристалів. Вирощування монокристалів
	Тема 5. Фазові перетворення в сплавах.Діаграма стану сплавів. Правило фаз.
	Тема 6. Полімери - основа неметалічних матеріалів Класифікація полімерів. Основні властивості полімерних матеріалів. Синтез полімерів.
	Тема 7. Механічні властивості матеріалів.Види механічних випробувань. Випробування динамічним навантаженням Твердість. Методи її визначення.
	Тема 8. Фізико - хімічні властивості матеріалів. Пористість. Геометричні властивості. Методи їх вимірювання. Гігроскопічні властивості. Сорбція. Адсорбція. Проникність.
	Всього

 

2.2 Розподіл навчального часу за темами та формами аудиторних занять і самостійної роботи для заочної форми навчання

№ з/п	Загальна назва тем курсу	Аудиторні заняття	Самостійна робота	Всього годин за навчальним планом
лекції	лабора- торні
	Тема 1. Вступ. Завдання матеріалознавства.Основні методи вивчення будови і властивостей матеріалів. Формування структури і властивостей матеріалів.
	Тема 2. Будова і властивості матеріалів. Елементи кристалографії. Вплив типу зв'язку на структуру і властивості.
	Тема 3. Дефекти кристалів.Дислокації, їх роль при визначенні міцності кристалів. Дифузія в металах і сплавах. Рідкі кристали.
	Тема 4. Кристалізація. Форми кристалів. Вирощування монокристалів. Тверді розчини. Хімічні з’єднання/
	Тема 5. Фазові перетворення в сплавах.Діаграма стану сплавів. Правило фаз. Правило ричала.
	Тема 6. Полімери - основа неметалічних матеріалів Класифікація полімерів. Основні властивості полімерних матеріалів. Синтез полімерів.
	Тема 7. Механічні властивості матеріалів.Види механічних випробувань. Випробування динамічним навантаженням Твердість. Методи її визначення.
	Тема 8. Фізико - хімічні властивості матеріалів. Пористість. Геометричні властивості. Методи їх вимірювання. Гігроскопічні властивості. Сорбція. Адсорбція. Проникність.
	Всього

 

Теми для самостійного вивчення

1.Основні фізичні та хімічні методи вивчення структури матеріалів.

2. Типи кристалічних решіток та сили, що утримують атоми в положенні рівноваги.

3. Класифікувати дефекти в кристалах Зробити їх аналіз. Визначити їх роль при визначенні тривкості кристалів.

4. Вивчити умови кристалізації твердих тіл та визначити їх вплив на структуру і властивості.

5. Вивчити будову фазових діаграм сплавів, компоненти яких необмежено розчинні одне в одному або обмежено розчинні.

6. Класифікація та характеристика полімерів.

7. Вивчити механічні властивості твердих тіл, способи їх дослідження.

8. Вивчити методи визначення фізичних та хімічних властивостей матеріалів.