KARTA PRZEDMIOTU I. Dane podstawowe
Nazwa przedmiotu Właściwości materiałów kompozytowych Nazwa przedmiotu w języku angielskim Properties of composite materials
Kierunek studiów Inżynieria materiałowa Poziom studiów (I, II, jednolite
magisterskie)
I Forma studiów (stacjonarne,
niestacjonarne)
Stacjonarne
Dyscyplina inżynieria materiałowa
Język wykładowy Polski
Koordynator przedmiotu/osoba odpowiedzialna
Dr Volodymyr Levytskyi, prof. KUL
Forma zajęć (katalog zamknięty
ze słownika)
Liczba godzin semestr Punkty ECTS
wykład 15 4 3
laboratorium 30 4
Wymagania wstępne
Wykład
W1 Podstawowa wiedza z zakresu budowy materiałów
W2 Znajomość zagadnień związanych z nauką o materiałach ceramicznych, metalicznych oraz polimerowych
Laboratorium
W1 Podstawowa wiedza z zakresu metod analizy materiałów W2 Umiejętność posługiwania się podstawowym sprzętem laboratoryjnym.
II. Cele kształcenia dla przedmiotu Wykład
Cl - wiedzieć podstawowe materiały kompozytowe;
C2 - wiedzieć właściwości materiałów kompozytowych Laboratorium
C3 - wiedzieć metody badania właściwości materiałów kompozytowych
III. Efekty uczenia się dla przedmiotu wraz z odniesieniem do efektów kierunkowych
Symbol Opis efektu przedmiotowego
Odniesienie do efektu kierunkowego WIEDZA
W_01 Student prezentuje szczegółową wiedzę teoretyczną о właściwościасh materiałów kompozytowych przydatną do zaplanowania technologii materiałów kompozytowych, przeznaczonych do założonych celów
K_W04
W_02 Student prezentuje wiedzę dotyczącą właściwości i struktury kompozytów, metod, technik, narzędzi i komponentów stosowanych przy rozwiązywaniu złożonych zadań z zakresu charakteryzacji materiałów kompozytowych
K_W05
UMIEJĘTNOŚCI
U_01 Student stosuje metody analizy instrumentalnej do oceny stanu i charakterystyki ilościowej materiałów, interpretuje uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
K_U08
U_02 Student poprawnie stosuje metody oceny właściwości mechanicznych materiałów oraz wybrane nowoczesne metody analityczne
K_U09
KOMPETENCJE SPOŁECZNE
K_01 Student іdentyfikuje i rozstrzyga problemy związane z wykonywaniem zawodu z uwzględnieniem zasad etyki zawodowej oraz zasięga opinii ekspertów w przypadku trudności z samodzielnym rozwiązaniem problemu z zakresu materiałów kompozytowych
K_K04
IV. Opis przedmiotu/ treści programowe Wykład
1. Wiadomości ogólne (rys historyczny, podstawowe definicje i klasyfikacja kompozytów). Czynniki wpływające na właściwości kompozytów. Właściwości osnowy. Wpływ struktury materiałów kompozytowych na własności. Własności kompozytów i przykłady ich praktycznego wykorzystania w technice.
2. Ogólna charakterystyka materiałów kompozytowych. Parametry charakterystyczne kompozytów. Parametry zbrojenia. Klasyfikaja kompozytów sztucznych. Podział kompozytów ze względu na rodzaj zbrojenia. Kompozyty włókniste. Parametry podstawowe włókien. Właściwości włókien. Nowa generacja włókien zbrojeniowych. Wpływ parametrów włókna na właściwości kompozytów. Objętościowy udział włókien.
3. Analiza właściwości materiałów konwencjonalnych, cele wzmacniania. Zasady wzmacniania materiałów kompozytowych. Zjawiska powierzchniowe i granica rozdziału w materiałach kompozytowych.
4. Budowa, właściwości i otrzymywanie włókien szklanych i ceramicznych. Budowa, właściwości i otrzymywanie włókien organicznych, w tym włókien Kevlar. Włókna węglowe.
5. Metody badań materiałów kompozytowych. Kierunki rozwoju oraz perspektywiczne zastosowania materiałów kompozytowych. Nanokompozyty.
Kompozyty hybrydowe.
6. Właściwości kompozytów proszkowych. Kompozyty proszkowe wzmacniane dyspersyjnie. Kompozyty wzmacniane duŜymi cząstkami (kompozyty agregatowe). Kompozyty strukturalne. Laminaty. Kompozyty warstwowe (kanapkowe)
7. Materiały do wytwarzania kompozytów polimerowych. Polimery jako osnowa kompozytów (duroplasty, termoplasty, żywice), włókna polimerowe (naturalne i syntetyczne). Właściwości i zastosowanie polimerowych kompozytów włóknistych i ziarnistych. Właściwości i zastosowanie polimerowych kompozytów warstwowych i hybrydowych
8. Metal (stop) jako osnowa kompozytów. Kompozyty metaliczne zbrojone włóknami. Kompozyty metaliczne zbrojone cząstkami. Metaliczne kompozyty in situ – właściwości i metody wytwarzania. Zastosowanie kompozytów metalicznych
9. Kompozyty o osnowie ceramicznej. Betony. Laminaty ceramiczne. Kompozyty ziarniste - cermetale
Laboratorium:
1. Badanie granicy rozdziału w kompozytach metalowych wzmacnianych włóknami i cząstkami.
2. Badanie właściwości materiałów kompozytowych wzmacnianych mikrocząstkami i nanocząstkami.
3. Badanie wpływu poprzecznych obciążeń udarowych na właściwości wytrzymałościowe materiałów kompozytowych
4. Badanie cech wytrzymałościowych otrzymanych próbek laminatu (wytrzymałość na rozciąganie i zginanie, moduł Younga)
5. Badanie udarności prętów epoksydowo-szklanych przy pomocy młotka Charpie’go/
6. Wyznaczenie gęstości kompozytów spienionych na bazie polistyrenu metodą ważenia hydrostatycznego
V. Metody realizacji i weryfikacji efektów uczenia się Symbol
efektu
Metody dydaktyczne
(lista wyboru)
Metody weryfikacji
(lista wyboru)
Sposoby dokumentacji
(lista wyboru)
WIEDZA
W_01
Wykład konwencjonalny, Analiza laboratoryjna
Egzamin pisemny, kolokwium
Karta egzaminacyjna,
sprawdzone kolokwium
W_02
Wykład konwencjonalny, Analiza laboratoryjna
Egzamin pisemny, kolokwium
Karta egzaminacyjna,
sprawdzone kolokwium UMIEJĘTNOŚCI
U_01 Ćwiczenia Kolokwium, Sprawdzone
laboratoryjne, praca zespołowa
sprawozdania kolokwium, sprawozdania U_02 Ćwiczenia
laboratoryjne, praca zespołowa
Kolokwium, sprawozdania
Sprawdzone kolokwium, sprawozdania U_03 Ćwiczenia
laboratoryjne, praca zespołowa
Kolokwium, sprawozdania
Sprawdzone kolokwium, sprawozdania KOMPETENCJE
SPOŁECZNE
K_01 Ćwiczenia laboratoryjne, praca zespołowa
Kolokwium, sprawozdania
Sprawdzone kolokwium, sprawozdania
VI. Kryteria oceny, wagi…
Wykład
Ocena niedostateczna:
(W) Student nie posiada wiedzy z zakresu właściwości materiałów kompozytowych.
(U) Student nie rozumie podstawowych wiadomości z zakresu właściwości materiałów kompozytowych.
(K) Student nie potrafi myśleć i działać . Nie angażuje się we własny proces zdobywania wiedzy
Ocena dostateczna:
(W) Student posiada minimalną ogólną wiedzę z właściwości materiałów kompozytowych.
(U) Student w stopniu minimalnym rozumie treść zajęć. Z pomocą prowadzącego analizuje podstawowe treści wiedzy z zakresu właściwości materiałów kompozytowych
(K) Student uczestniczy w zajęciach jednak jego postawa jest bierna pozbawiona kreatywności i zaangażowania.
Ocena dobra:
(W) Student posiada dobrą ogólną wiedzę z zakresu właściwości materiałów kompozytowych.
(U) Student potrafi zaprezentować posiadaną wiedzę, a także w sposób poprawny korzystać z niej na zajęciach.
(K) Student aktywnie uczestniczy w zajęciach. Jest zaangażowany i ciekawy powierzonych mu zadań.
Ocena bardzo dobra:
(W) Student posiada usystematyzowaną i ugruntowaną wiedzę z zakresu właściwości materiałów kompozytowych.
(U) Student ma opanowane narzędzia analizy i syntezy posiadanej wiedzy dotyczącej właściwości materiałów kompozytowych.
(K) Student w sposób kreatywny uczestniczy w zajęciach. Z własnej inicjatywy pogłębia i doskonali posiadaną wiedzę i umiejętności.
Laboratorium:
Oceniana będzie umiejętność poprawnego przygotowania próbki do badań i przeprowadzenia pomiaru oraz interpretacji wyników wraz z jego graficzną reprezentacją i analizą otrzymanych rezultatów.
ocena niedostateczna
(W) Student nie posiada podstawowej wiedzy na temat zjawisk i procesów wykorzystywanych w technikach pomiarowych i preparatyce laboratoryjnej wykorzystywanej w badaniach właściwości materiałów kompozytowych.
(U) Student nie potrafi wykonać doświadczenia i przygotować próbki do badań laboratoryjnych oraz zaplanować i wykonać podstawowego oznaczenia fizycznego z zastosowaniem poznanych metod analitycznych.
(K) Nie stosuje się do zasad bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium. Nie potrafi pracować w zespole. Nie uczestniczy w zajęciach.
ocena dostateczna
(W) Student posiada podstawową wiedzę na temat zjawisk i procesów wykorzystywanych w technikach pomiarowych i preparatyce laboratoryjnej stosowanej badań właściwości materiałów kompozytowych. Student posiada wiedzę w zakresie zasad bezpiecznej pracy w laboratorium analitycznym.
(U) Student potrafi wykonać doświadczenie i przygotować próbki do badań laboratoryjnych oraz zaplanować i wykonać podstawowe oznaczenia fizyczne z zastosowaniem poznanych metod analitycznych. Potrafi samodzielnie opracować otrzymane dane i je zinterpretować.
(K) Uczestniczy w wykonywaniu ćwiczeń. Stosuje się do zasad bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium.
ocena dobra
(W) Student potrafi definiować zasady, prawa i pojęcia opisujące podstawowe zjawiska wykorzystywanych w technikach pomiarowych i preparatyce laboratoryjnej stosowanej analizy materiałów kompozytowych i wielofazowych. Student potrafi wykorzystać wiedzę o zjawiskach fizycznych i zastosować wybrane techniki instrumentalne w analizie i preparatyce laboratoryjnej. Student posiada wiedzę w zakresie zasad bezpiecznej pracy w laboratorium analitycznym.
(U) Student potrafi sprawnie wykonać doświadczenie i przygotować próbki do badań laboratoryjnych oraz zaplanować i wykonać oznaczenia fizyczne z zastosowaniem poznanych metod analitycznych. Potrafi wyciągać wnioski na podstawie obserwacji procesów. Potrafi opracować otrzymane dane, wyciągnąć wnioski oraz je przedyskutować w oparciu o posiadana wiedzę oraz dane literaturowe.
(K) Systematycznie uczestniczy w wykonywaniu ćwiczeń. Stosuje się do zasad bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium. Potrafi pracować w zespole. Ma świadomość podnoszenia swoich kompetencji.
ocena bardzo dobra
(W) Student posiada pełną wiedzę na temat zasad, praw i pojęć opisujące podstawowe zjawiska wykorzystywanych w technikach pomiarowych i preparatyce laboratoryjnej stosowanej badań właściwości materiałów kompozytowych. Zna szerokie spektrum zastosowania poznanych zjawisk i procesów w analizie i preparatyce laboratoryjnej. Posiada wiedzę w zakresie zasad bezpiecznej pracy w laboratorium analitycznym.
(U) Student potrafi sprawnie wykonać doświadczenie i przygotować próbki do badań laboratoryjnych oraz zaplanować i wykonać oznaczenia fizykochemiczne z zastosowaniem poznanych metod analitycznych. Sprawnie operuje fachowym językiem naukowym. Potrafi wyciągać wnioski na podstawie obserwacji procesów fizycznych. Potrafi opracować otrzymane dane, wyciągnąć wnioski oraz je przedyskutować w oparciu o posiadana wiedzę oraz dane literaturowe.
(K) Systematycznie i aktywnie uczestniczy w zajęciach. Stosuje się do zasad bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium. Wykazuje dbałość o stanowisko
pracy. Chętnie współpracuje przy wykonywaniu pomiarów analitycznych. Ma świadomość podnoszenia swoich kompetencji.
VII. Obciążenie pracą studenta
Forma aktywności studenta Liczba godzin Liczba godzin kontaktowych z
nauczycielem
45
Liczba godzin indywidualnej pracy studenta
45
VIII. Literatura Literatura podstawowa
1. E. Andrzejewska, T. Jesionowski, K. Siwińska-Stefańska, M. Sądej \"Materiały kompozytowe\" wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań (2013)
2. Boczkowska A., Kapuciski J., Puciłowski K., Wojciechowski S.: Kompozyty, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2003
3. Z. Konopka „Metalowe kompozyty odlewane” WPC Częstochowa (2011).
4. J. Nowacki, Spiekane metale i kompozyty z osnową metaliczną, WNT Warszawa, 2005.
5. J. Sobczak „Kompozyty metalowe” ITS, Instytut Odlewnictwa Kraków-Warszawa 2001.
6. L.A. Dobrzański „Niemetalowe Materiały Inżynierskie” WPŚ Gliwice 2008.
7. I. Hyla, J. Śleziona, Kompozyty: elementy mechaniki i projektowania, WPŚ Gliwice,2004.
8. W. Królikowski, Polimerowe kompozyty konstrukcyjne, PWN, 2012,6. A.P.
Wilczyński, Polimerowe kompozyty włókniste, WNT, Warszawa 1996.
9. W. Królikowski, Polimerowe kompozyty konstrukcyjne, PWN, Warszawa 2012.
Literatura uzupełniająca
1. „Laboratorium z nauki o materiałach” praca zbiorowa pod redakcja J. Lisa skrypt AGH SU 1566, wyd. AGH , Kraków 2000.
2. Barbacki A. [red]: Materiały w budowie maszyn. Przewodnik do ćwiczeń laboratoryjnych. Wyd. Pol. Poznańskiej, wyd. 2, Poznań 2001.
3. Weroński A. [red]: Ćwiczenia laboratoryjne z inżynierii materiałowej. Wyd. PL, Lublin 1996
4. R. Pampuch: Budowa i właściwości materiałów ceramicznych, Wydawnictwo AGH, 1995.
