DA8106 Materiālzinātne

Kods	DA8106
Nosaukums	Materiālzinātne
Statuss	Obligātais/Ierobežotās izvēles; Brīvās izvēles
Līmenis un tips	Pamatstudiju, Akadēmiskais
Tematiskā joma	Materiālzinātnes
Struktūrvienība	Dabaszinātņu un tehnoloģiju fakultāte
Mācībspēks	Sergejs Gaidukovs, Maksims Jurinovs
Kredītpunkti	10.0
Daļas	1
Anotācija	Studiju kurss sniedz ievadu materiālzinātnes pamatos, aplūkojot, kā atoma uzbūve, ķīmiskās saites, iekšējā struktūra un defekti ietekmē materiālu īpašības un uzvedību. Studenti apgūs saikni starp materiālu struktūru, īpašībām, pārstrādes metodēm un to veiktspēju. Studiju kurss palīdzēs izprast, kā šie aspekti nosaka materiālu izvēli, izmantošanu ražošanā un ilgtspējīgas attīstības kontekstā. Praktiskajos uzdevumos, izmantojot digitālās tehnoloģijas un mūsdienīgu programmatūru, studenti attīstīs prasmes interpretēt materiālu īpašību datus un pielietot sistemātisku pieeju uz pielietojumu balstītu problēmu risināšanā.. Kurss ir izstrādāts, lai palīdzētu studentiem izprast, kā materiāla sastāvs un iekšējā uzbūve nosaka tā veiktspēju dažādās materiālu klasēs, tostarp metālos, keramikā, polimēros, kompozītos un modernajos funkcionālajos materiālos..
Studiju kursa saturs	Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Ievads materiālzinātnē. Nozares pārskats, struktūras-īpašību-pārstrādes-veiktspējas savstarpējā saistība, materiālu klasifikācija. 4 4 0 0 Atoma uzbūve, ķīmiskās un fizikālās saites. Atoma modeļi, elektronu konfigurācijas, periodiskuma tendences un starpatomu saites veidi. 2 2 0 0 Materiālu struktūras. Kristāliskās un amorfās struktūras metālos, keramikā un polimēros. 4 4 0 0 Defekti cietvielās. Punktveida, līnijveida un virsmas defekti. Dislokācijas un to ietekme uz īpašībām. Mikroskopijas analīzes metodes. 4 4 0 0 Difūzija cietvielās. Atomu difūzijas mehānismi, Fika likumi un difūzijas procesi materiālu ražošanā. 4 4 0 0 Materiālu mehāniskās īpašības. Sprieguma-deformācijas sakarības, elastība, plastiskums, viskoelastība, sagrūšanas mehānismi un izturība. 4 4 0 0 Stiprināšanas un stiegrošanas mehānismi metālos. Aukstā apstrāde, graudi, kristalīti, cietie šķīdumi. Fāžu diagrammas un fāžu pārejas. 4 4 0 0 Termiskās īpašības. Siltumietilpība, siltumvadītspēja, lineārā izplešanās un termiskais trieciens. 4 4 0 0 Elektriskās un magnētiskās īpašības. Vadītāji, pusvadītāji, dielektriķi, magnētiskie materiāli. 2 2 0 0 Materiālu optiskās īpašības. Absorbcija, atstarošana, caurlaidība un citas īpašības. 4 4 0 0 Korozija un degradācija. Materiālu degradācijas veidi un novecošana. 4 4 0 0 Materiālu pārstrāde. Formēšana, liešana, termiskā apstrāde, saķepšana, ekstrūzija un polimēru pārstrāde. 4 4 0 0 Kompozītmateriāli. Kompozītu veidi, matricu un pildvielu mijiedarbība, priekšrocības. 4 4 0 0 Modernie un funkcionālie materiāli. Viedie materiāli, biomateriāli, nanomateriāli. 4 4 0 0 Materiāli un vide. Materiālu izvēles pamati un stratēģija. 4 4 0 0 Laboratorijas darbi. Materiālu pagatavošanas tehnoloģijas. 8 8 0 0 Laboratorijas darbi. Materiālu testēšana, iekārtas un tehnoloģijas 8 8 0 0 Praktiskais darbs Materiālu izvēles kritēriji un metodoloģija. 6 6 0 0 Praktiskais darbi. Materiālu izvēle pēc mehāniskajām īpašībām, termiskajām, elektriskajām, optiskajām, vides ietekmes u.c. īpašībām. 22 22 0 0 Praktiskais darbs. Pētījums: Materiālu izvēle produktam un pielietojumam. 22 22 0 0 Kontroldarbi. 8 8 0 0 Kopā: 130 130 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti kompetencēs un prasmēs	Studiju kursa mērķis ir attīstīt studentu teorētisko izpratni par materiālu struktūru, īpašībām, pārstrādi un praktisko pielietojumu. Studiju kursa uzdevumi ir veidot: - spēju sasaistīt teorētiskās zināšanas par materiālu struktūru un dabu ar to novērojamajām īpašībām un uzvedību; - prasmi analizēt un interpretēt, kā strukturālās iezīmes ietekmē materiālu termiskās, mehāniskās, elektriskās, optiskās un ķīmiskās īpašības; - spēju izprast un izvēlēties piemērotas materiālu pārstrādes metodes; - spēju analizēt un interpretēt ar materiāliem saistītus datus, lai pieņemtu pamatotus lēmumus par materiālu izvēli, balstoties uz teorētiskajām zināšanām, veiktspējas prasībām un ilgtspējas apsvērumiem.
Sasniedzamie studiju rezultāti un to vērtēšana	Pārzina materiālzinātnes pamatjēdzienus un atsevišķus vienkāršo materiālu veidus. - Pārbaudes veidi: kontroldarbs, laboratorijas darbs, eksāmens. Kritēriji: klasificē materiālus pēc dabas, struktūras un pielietojuma. Izprot materiālu struktūras, īpašību un apstrādes savstarpējo saistību. - Pārbaudes veidi: kontroldarbs, eksāmens. Kritēriji: analizē materiālu uzvedību, balstoties uz struktūras īpatnībām, izskaidro apstrādes ietekmi uz struktūru un īpašībām, kā arī interpretē galvenās īpašības. Spēj orientēties Granta EduPack programmatūras vidē, izmantot programmas rīkus, kā arī izskaidrot materiālu īpašību klasifikāciju. - Pārbaudes veidi: praktiskais darbs. Kritēriji: lieto Ansys Granta EduPack programmatūras pamatfunkcijas,materiālu datubāzes struktūru, filtrēšanas un salīdzināšanas rīkus, lai izskaidrotu materiālu īpašību klasifikāciju un pielietotu materiālu atlases principus. Prot pamatot materiālu izvēli konkrētam pielietojumam, ņemot vērā funkcionālos, tehniskos un vides aspektus. - Pārbaudes veidi: praktiskais darbs, laboratorijas darbs. Kritēriji: identificē pielietojumam atbilstošos materiālu izvēles kritērijus, analizē un salīdzinā materiālu īpašības, strukturē informāciju un sniedz loģiski pamatotu secinājumu, balstītu uz datiem un ilgtspējas prasībām