ĶTM106 Materiālzinības

Kods ĶTM106
Nosaukums Materiālzinības
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles; Brīvās izvēles
Līmenis un tips Pamatstudiju, Akadēmiskais
Tematiskā joma Materiālzinātnes
Struktūrvienība Dabaszinātņu un tehnoloģiju fakultāte
Mācībspēks Sergejs Gaidukovs, Andris Šutka
Kredītpunkti 4.0 (6.0 ECTS)
Daļas 1
Anotācija Studējošais iegūst zināšanas par dažādu materiālu iegūšanu, kā arī par materiālu struktūru un īpašībām. Studiju kurss rada padziļinātu izpratni par materiālu identifikāciju, analīzi un testēšanu, kā arī par eksperimentālo datu apstrādi un izvērtēšanu. Studiju darbs ir orientēts uz praktiskām zināšanām par materiālu pētīšanu. Studējošais iemācās identificēt materiālu ķīmisko struktūru ar spektroskopijas metodēm, analizēt morfoloģisko struktūru ar mikroskopijas metodēm, kā arī pētīt materiālu dielektriskās, optiskās, termiskās, mehāniskās, reoloģiskās un difuzīvās īpašības..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Ievads materiālzinātnē, materiālu uzbūve un agregātstāvokļi. Struktūras līmeņi, elektroniskā un kristāliskā struktūra, mikrostruktūra. Fāžu stāvokļi. Vielas agregātstāvokļi un fāžu pārejas. 2 2 0 0
Neorganiskie materiāli. Klasifikācija un veidi. Metāli. Iedalījums, iegūšana, uzbūve. ķīmiskās, fizikālās, mehāniskās īpašības. Metālu sakausējumi: tērauds, misiņš, intermetāliskie savienojumi. 2 2 0 0
Keramika. Raksturojums, iedalījums. Īpašības: mehāniskās, ķīmiskās, termiskās, elektriskās, magnētiskās. Būvkeramika. Smalkkeramika. Ugunsturīga keramika. 2 2 0 0
Stikls. Raksturojums Iedalījums, iegūšana, uzbūve. Saistvielas. Raksturojums, iedalījums, iegūšana. 2 2 0 0
Defekti cietvielās. Krogera-Vinka apzīmējumi, defektu ķīmijas vienādojumi. Dopēti cietvielu materiāli. Nestehiometriski cietvielu savienojumi un punktveida defekti. Kontroldarbi. 4 4 0 0
Elektriskās un magnētiskās īpašības. Elektriskā vadāmība metālos. Elektriskā vadāmība pusvadītājos. Magnētisms. Feromagnētiķi, antiferomagnētiķi un ferimagnētiķi, superparamagnētiķi. 4 4 0 0
Materiālu optiskās īpašības. Elektromagnētiskais starojums un vielas mijiedarbība ar gaismu. Gaismas caurlaidība, gaismas izkliede, gaismas atstarošanās, gaismas absorbcija. Fotoniskie kristāli. 4 4 0 0
Materiālu mehāniskās īpašības. Deformēšanas veidi. Elastība, plastiskums, viskoelastība, superelastība. Deformatīvās īpašības. Viskozitāte, tecēšana. Sagraušanas teorija. 4 4 0 0
Makromolekulāri savienojumi un polimēri. Klasifikācija, iegūšana un izmantošana. Termoplasti un termoreaktīvi, kristāliski un amorfi polimēri, elastomēri, gēli. Tehnoloģija un pārstrāde. 2 2 0 0
Dabas materiāli. Dabas materiālu iedalījums. Augu materiālu uzbūve un sastāvs. Dabas materiālu pielietojums. 2 2 0 0
Šķiedrmateriāli Dabiskas izcelsmes šķiedra. Sintētiskas šķiedras. Neorganisku materiālu šķiedras. Šķiedru veidi atkarībā no pielietojuma. 2 2 0 0
Kompozītmateriāli Iedalījums un priekšrocības. Pielietojums. Pildvielu un stiegrojumu veidi. Kontroldarbs. 4 4 0 0
Biomateriāli. Biomateriāli medicīnā. Biorezorbējoši un bionerozerboējoši materiāli. Bioinerti un bioaktīvi materiāli. 2 2 0 0
Porainie materiāli. Poru iedalījums. Adsorbcija un difūzija porainos materiālos. Kapilārā kondensācija. Aktivētā ogle. Ceolīti. Putu materiāli. Aerogeli. Membrānas. 2 2 0 0
Viedie un funkcionālie materiāli. Uz stimuliem reaģējošu materiāli un iedalījums. Gāzes jutīgi materiāli: elektrorezistīvi ķīmiskie gāzes sensori, gazohromie materiāli. Materiāli enerģijai. 4 2 0 0
Materiālu struktūras un īpašību pētīšanas metodes. Mikroskopijas pētīšanas metodes. SEM. TEM. AFM. OM. Kontroldarbs. 2 2 0 0
Difrakcijas pētīšanas metodes. Spektroskopijas pētīšanas metodes. WAXD. SAXS. FTIR. RAMAN. UV-VIS. 2 4 0 0
Termisko un mehānisko īpašību pētīšanas metodes. Reoloģijas analīze. DSC. TGA. DMA.TMA. Dinamometrs. 2 2 0 0
Laboratorijas darbs. Nezināma materiāla identificēšana un analīze. Pētīšanas metodes: FTIR, UV-VIS, Raman, NMR. 4 4 0 0
Laboratorijas darbs. Neorganiskie materiāli. Iegūšanas tehnoloģija. Pētīšanas metodes. WAXD. OM. SEM. AFM. 4 4 0 0
Laboratorijas darbs. Kompozītmateriāli. Iegūšanas tehnoloģija. Pētīšanas metodes: Dinamiskās, kvazistatiskās un trieciena testēšanas metodes. DSC. TMA. TGA. 4 4 0 0
Laboratorijas darbs. Modernie materiāli. Iegūšanas tehnoloģija. Pētīšanas metodes: optiskie mērījumi, elektriskie mērījumi. 4 4 0 0
Konsultācijas. 8 8 0 0
Eksāmens. 8 8 0 0
Kopā: 80 80 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs 		Studiju kursa mērķis ir attīstīt teorētiskās zināšanas par metālu, neorganisko, polimēru, kompozītu, u.c. moderno materiālu pagatavošanu un ķīmisko sintēzi, struktūru un īpašībām, kā arī veidot praktiskās prasmes par galvenajām materiālu pētīšanas metodēm. Studiju kursa uzdevumi ir attīstīt sekojošās iemaņas – prast analizēt dažādu materiālu grupu ķīmiskās, struktūras, virsmas, mehāniskās, termiskās, reoloģiskās, difuzīvās, elektriskās, elektroķīmiskās, optiskās īpašības; spēt izvēlēties piemērotāko materiālu pagatavošanas tehnoloģiju un struktūras un īpašību analīzes metodi, novērtēt eksperimentāli iegūto kvantitatīvo un kvalitatīvo informāciju, veikt datu analīzi un izdarīt secinājumus; pārzināt materiālu un lietu dzīves ciklu.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana 		Pārzina atsevišķus vienkāršo materiālu un funkcionālo materiālu veidus. - Pārbaudes veidi: kontroldarbs. Kritēriji: spēj klasificēt materiālus pēc dabas, struktūras un pielietojuma.
Spēj aprakstīt dažādu materiālu sintēzes un iegūšanas tehnoloģijas. - Pārbaudes veidi: kontroldarbs, eksāmens. Kritēriji: spēj raksturot materiālu iegūšanas tehnoloģiskos parametrus.
Izprot kopsakaru starp materiālu struktūru un īpašībām. - Pārbaudes veidi: kontroldarbs, eksāmens. Kritēriji: spēj definēt materiālu struktūras raksturlielumus un īpašību parametrus.
Spēj izvēlēties atbilstošo materiālu īpašību pētīšanas metodi un patstāvīgi spēj pielietot praktiskās zināšanas materiālu pētīšanā. - Pārbaudes veidi: laboratorijas darbs. Kritēriji: spēj definēt testēšanas metožu pielietojuma iespējas materiālu pētīšanā; spēj veikt materiālu analīzi laboratorijā.
Prot analizēt materiālu struktūru un spēj interpretēt iegūto informāciju par materiālu struktūru un īpašībām. - Pārbaudes veidi: laboratorijas darbs. Kritēriji: spēj izvēlēties analīžu un testēšanas metožu parametrus un spēj pielietot iegūtas teorētiskās zināšanas un problēmu risināšanas prasmes, zina analīžu un testēšanas metožu pielietojumu.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Eksāmens - 50%
Laboratorijas darbi - 30%
Kontroldarbi - 20%
 
Priekšzināšanas Zināšanas vispārīgā ķīmijā un fizikā.
Studiju kursa plānojums
Daļa KP EKPS Stundas Pārbaudījumi Pārbaudījumi (brīvai izvēlei)
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs Ieskaite Eksāmens Darbs
1 4.0 6.0 3.0 0.0 1.0 * *
Pieteikties uz šo kursu
[Kursa apraksts PDF formātā]