Технології матеріалів

Матеріал курсу призначений для набуття здобувачами освіти професійних компетенцій в галузі технологій обробки конструкційних матеріалів, виготовлення деталей та виробів механічної інженерії в сучасному індустріальному виробництві

Неметалеві матеріали

По закінченню курсу студенти отримають  знань з будови, структури  та механічних властивостей основних видів неметалевих матеріалів, сучасних методах їх синтезу і обробки, а також особливості їх використання в промисловості.

Завданням курсу є:

-         ознайомити студентів з характеристикою та перспективами розвитку даного класу матеріалів;

-         дати студентам необхідні знання для вивчення основних видів неметалевих матеріалів, їх особливостей та областей застосування;

-          дати поняття про особливості механічних, хімічних та фізичних властивостей неметалевих матеріалів;

-         навчити студентів принципам класифікації і маркування матеріалів;

-         ознайомити студентів з методами обробки даного класу матеріалів, особливостями виготовлення виробів  з неметалевих матеріалів, які широко використовуються в сучасному машинобудуванні.

Після завершення вивчення дисципліни студент повинен:

знати:

-         основні види неметалевих матеріалів та їх роль в промисловості;

-        будову та властивості неметалевих матеріалів;

-        фізичні, механічні, експлуатаційні та технологічні властивості неметалевих матеріалів та особливості їх визначення;

-        особливості використання різних видів даного класу матеріалів;

-        принципи маркування різних видів неметалевих матеріалів для сучасної техніки;

-        основні методи обробки матеріалів для отримання високоякісних деталей та виробів.

вміти:

-         характеризувати кожен з видів неметалевих матеріалів;

-        визначати основні механічні властивості даного класу матеріалів;

-        оцінювати особливості складу матеріалів за їх маркою;

-        проводити експертизу якості матеріалів різної природи за їх структурою та властивостями;

-        практично застосовувати різні види неметалевих матеріалів в поєднанні з металами чи іншими видами матеріалів;

визначати вид обробки виробів та деталей і якість обробки.

Ізоляційні матеріали

Мета дисципліни - теоретична і практична підготовка в галузі ізоляційних матеріалів у такій мірі, щоб вони могли правильно вибирати потрібні матеріали для виробництва продукції і ремонту промислового устаткування, ефективно використовувати технічні можливості ізоляцйних матеріалів в електроустановках та електрообладнанні.

Завданням дисципліни є формування у студентів таких знань, умінь і навичок.

У результаті вивчення навчальної дисципліни студент повинен

знати:

·   знання теоретичних основ ізоляційних матеріалів;

·   знання властивостей ізоляційних матеріалів та практичного їх застосування;

вміти:

·   уміння визначити технічні характеристики експериментальним способом;

·   уміння правильно вибрати потрібний ізоляційних залежно від призначення та умов експлуатації:

·   набути навичок вимірювання основних показників ізоляційних матеріалів та випробування їх.


Термічна обробка

Навчальна дисципліна «Термічна обробка» забезпечує теоретичними знаннями та  практичною підготовкою з теорії та технології термічної обробки, з таких її видів як відпал I-го і II-го родів, загартування, відпуск і старіння, термомеханічна та хіміко-термічна обробки. Після засвоєння курсу студенти володітимуть різними методами ТО для оптимізації властивостей металів, що необхідне для підготовки майбутніх фахівців до практичної діяльності в галузі матеріалознавства.

По завершенню дисципліни «Термічна обробка» студенти зможуть:

‒         розуміти зміни в металі при термічній обробці і рекристалізації;

‒         досконало знати процеси при кристалізації і фазовійї перекристалізації і розумітимуть їх роль у формуванні структури;

‒         володіти основними принципами термообробки і хіміко-термічної обробки сталей і кольорових сплавів;

‒         знати різні види ТО, мету їх застосування ;

‒         розуміти суть фізичних процесів, які відбуваються при різних видах ТО;

‒         оцінювати вплив параметрів на результати обробки при ТО;

‒         вибрати відповідний режим ТО для одержання функціональних властивостей вибраних матеріалів;

‒         оцінити структуру металу після ТО;

‒         проводити ТО та обирати необхідний вид термічної обробки у конкретному випадку.

 

Навчальний матеріал дисципліни структурований за модульним принципом і складається з трьох навчальних модулів, а саме:

– навчального модуля № 1 «Перетворення при термічній обробці сталі». 

– навчального модуля № 2 «Основні види термічної обробки». 

– навчального модуля № 3 «Основи процесів термічної обробки».

Кожен з модулів є логічно завершеною, відносно самостійною, цілісною частиною навчального плану, засвоєння якого передбачає проведення модульної контрольної роботи та аналіз результатів її виконання. 


 


Методи структурного аналізу матеріалів

Мета викладання навчальної дисципліни «Методи структурного аналізу матеріалів» полягає в ознайомленні студентів з теоретичними положеннями, на яких ґрунтуються розроблені розглядувані методи аналізу структури матеріалів, зокрема, знання таких методів як металографічний, електронна мікроскопія, рентгеноструктурний аналіз, дефектоскопія..

Основні завдання навчальної дисципліни «Методи структурного аналізу матеріалів»:

– дати студентам необхідні знання для вивчення різних методів структурного аналізу, їх особливостей та областей застосування;

– навчити студентів основним методикам дослідження різних матеріалів, що застосовуються в сучасній промисловості;

– ознайомити студентів з комп’ютерними програмами, які застосовуються при дослідженні структур.

Компетентності та заплановані результати навчання

Дисципліна «Методи структурного аналізу матеріалів» забезпечує набуття здобувачами освіти компетентностей:

Інтегральна компетентність

ІК1. Здатність вирішувати задачі теоретичного та прикладного характеру, які пов’язані з розробкою, дослідженням, виготовленням і переробкою інноваціних матеріалів та виробів на їх основі, що передбачає використання теорій та методик фундаментальних наук і характеризується   комплексністю та невизначеністю умов.

Загальні компетентності

ЗК 4. Здатність працювати автономно та в команді.

ЗК 5. Здатність виявляти, ставити і вирішувати проблеми, приймати обґрунтовані рішення.

ЗК 6. Здатність застосовувати знання на практиці.

Спеціальні (фахові, предметні) компетентності

ФК 1. Здатність застосовувати комп’ютерне програмне забезпечення, інноваційні технологічні розробки для вирішення інженерних завдань.

ФК 2. Здатність застосовувати відповідні кількісні математичні, наукові і технічні методи аналізу, діагностики та дослідження властивостей матеріалів.

ФК 5. Здатність застосовувати сучасні методики експерименту під час роботи у виробничих і лабораторних умовах, навички роботи із випробувальним устаткуванням.

ФК 8. Здатність застосовувати знання сучасних методів дослідження матеріалів для вирішення матеріалознавчих завдань.

1.      Очікувані результати навчання

У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен 

знати:

ПРН2 Знання основних законів фундаментальних та спеціальних дисциплін і умов їх застосування у виробничих умовах.

ПРН3 Знання основних напрямів застосування теорій, методів, методик, технологій використання теоретичних та практичних знань.

ПРН13 Знання основних груп матеріалів, їх структури, властивостей, способів отримання та сфер застосування.

ПРН15 Знання сучасних методів дослідження матеріалів.

вміти:

ПРН20 Вміння здійснювати основні дослідницькі та промислові інженерні операції, пов’язані із вибором, створенням, експлуатацією та утилізацією матеріалів різного призначення.

ПРН21 Здатність здійснювати критичний аналіз, оцінювати і синтезувати нові та складні ідеї в прийнятті технічного рішення.

ПРН22 Здатність передбачати сфери застосування нових матеріалів у різних галузях та уміти обґрунтовано здійснювати їх вибір для конкретного використання.

ПРН23 Уміння здійснювати основні технологічні функції, керувати технологічними процесами, визначати фізико-хімічні  та структурні властивості матеріалів..

володіти:

ПРН1 Володіння передовими методиками прогнозування результатів наукової діяльності. Знання основних принципів кількісного та якісного аналізу.

ПРН4 Володіння передовими концептуальними та методологічними знаннями в галузі науково-дослідної та/або професійної діяльності і на межі предметних галузей.


Дисперсні матеріали та композити

Композити та дисперсні матеріали завдяки унікальним властивостям широко застосовують в сучасному машинобудуванні, приладобудуванні та електротехніці. Здатність композитних та дисперсних матеріалів на стадії формування забезпечувати задану структуру зумовила розширення області застосування традиційних матеріалів та значно підвищила їх механічні, теплофізичні, технологічні та експлуатаційні властивості.

На сьогодні в світовій практиці створені і успішно використовуються композитні матеріали на полімерній, металевій та неорганічній основах, що армовані дисперсними й волокнистими різнофункціональними наповнювачами. Застосування даних матеріалів дозволяє різко підвищити міцність, жорсткість, опір ударним навантаженням, надає можливість регулювати в широких межах тепло- і  електропровідність, магнітні властивості матеріалів. В даний час практично неможливо уявити собі ракетно-космічну, літако- і суднобудівну галузі, а також автомобілебудування без використання дисперсних та композитних матеріалів, які суттєво підвищують технологічні й ергономічні показники якості продукції, зменшують масу, вартість тощо.

Перспективним і розповсюдженим класом конструкційних матеріалів є дисперсні матеріали, які отримують методом порошкової металургії. Даний метод дозволяє отримувати матеріали та вироби, які недоцільно або неможливо отримати іншими методами. Це, насамперед, тугоплавкі матеріали, складнолеговані жароміцні сплави, псевдосплави, композиції із металів та неметалів, пористі матеріали та вироби із них. При використанні методу порошкової металургії суттєво зменшується матеріалоємність виробів, збільшується коефіцієнт використання матеріалу, підвищується продуктивність праці, знижуються енерговитрати. Нині розширюється сфера застосування порошкової металургії у різноманітних галузях промисловості, вдосконалюється її технологія.

Основні питання даного курсу:

Частина перша: Структура, властивості та класифікація композитних матеріалів. Композитні матеріали на полімерній основі (ПКМ). Композитні матеріали на металевій основі (МКМ). Композитні матеріали на неорганічній основі (ККМ).

Частина друга: Основи порошкової металургії. Методи отримання порошків. Властивості металевих порошків. Технологія та методи формування порошків. Спікання порошкових сумішей.

 

Мета дисципліни – формування знань з основ теорії та технології отримання металевих порошків, номенклатурою сучасних композитних матеріалів, їх структурою та властивостями; методів виробництва композитних та порошкових виробів різного призначення, питань теорії процесів та обладнання порошкової металургії.