Химический...

24
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кемеровский государственный университет» Химический факультет Рабочая программа дисциплины Технология современных материалов Специальность подготовки 020201.65 «Фундаментальная и прикладная химия» ,С2.ДВ.3.1 Квалификация выпускника Специалист Форма обучения очная Кемерово 2012

Transcript of Химический...

Page 1: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования«Кемеровский государственный университет»

Химический факультет

Рабочая программа дисциплины

Технология современных материалов

Специальность подготовки020201.65 «Фундаментальная и прикладная химия» ,С2.ДВ.3.1

Квалификация выпускникаСпециалист

Форма обученияочная

Кемерово2012

Page 2: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

1. Цели освоения дисциплины «Технология современных материалов»

Целью освоения является:

Формирование у слушателей комплекса знаний о современных материалах,

основах физики, химии и технологии материалов, химических и физических

процессах в неорганических и органических материалах, протекающих при их

синтезе, воздействии различных энергетических факторов, состоянии

поверхности материалов, роль ее в процессах, протекающих в индивидуальных и

композиционных материалах.

Задачи изучения дисциплины:

• заложить основы профессиональной подготовки по основным

направлениям развития химии современных материалов, современным

методам и технологиям их приготовления, областям применения

современных материалов;

• рассмотреть структуру современных материалов, электрофизические (в том

числе и фотоэлектрические) свойства современных материалов,

поверхностные свойства современных материалов, физико-химические

процессы в современных материалах.

2. Место дисциплины в структуре ООП специальности

Дисциплина «Технология современных материалов» относится к

дисциплинам по выбору «Математического естественнонаучного цикла» С2.

ФГОС ВПО третьего поколения подготовки бакалавра по специальности

020201.65 - Фундаментальная и прикладная химия.

Дисциплина "Технология современных материалов" является одной из

основных дисциплин для студентов химиков.

В настоящее время наука о неорганических материалах, процессах,

протекающих в материалах под действием различных энергетических факторов,

претерпевает новый подъем. Наряду с традиционными отраслями

промышленности, современные неорганические материалы находят широкое

2

Page 3: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

распространение в таких отраслях как космическое материаловедение,

полупроводниковая электроника, железнодорожный транспорт, авиастроение,

атомная промышленность и др. Однако, работа по дальнейшему расширению

"набора" перспективных неорганических материалов с практически ценными

свойствами невозможна без получения теоретических знаний в области физики,

химии и технологии процессов в современных материалах. Вещество - не

материал, а лишь его предшественник. Надо научить вещество работать как

материал, определить его характеристики и границы применимости - это задача

химического материаловедения. Задача химической технологии - обеспечить

технологический дизайн процесса, его оптимизацию и масштабирование, низкие

энергозатраты, высокую безопасность и экологическую чистоту.

Для успешного освоения дисциплины, обучающиеся должны иметь базовые

знания «Неорганической, органической, физической химии», включающих

фундаментальные понятия и наиболее важные современные представления о

строении вещества; химическом процессе; свойствах элементов и их соединений

и периодичности изменения свойств.

Изучение дисциплины «Технология современных материалов» создает

основу для дальнейшего освоения профильных дисциплин. В результате освоения

дисциплины обучающиеся приобретают навыки профессиональной подготовки по

химии, грамотно и творчески ориентируются в многообразии системы

преподавания и научно-исследовательской работы.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате

освоения дисциплины

пониманием необходимости и способностью приобретать новые знания с

использованием современных научных методов и владением ими на уровне,

необходимом для решения задач, имеющих естественнонаучное содержание и

возникающих при выполнении профессиональных функций (ПК-7);

пониманием принципов работы и умением работать на современной научной

аппаратуре при проведении научных исследований (ПК-9);

3

Page 4: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

знанием основ теории фундаментальных разделов химии (прежде всего

неорганической, аналитической, органической, физической, химии

высокомолекулярных соединений, химии биологических объектов, химической

технологии) (ПК-11);

В результате освоения дисциплины «Технология современных материалов»

обучающийся должен знать:

• ключевые магистрали химии современных материалов, методы синтеза и

создания новых веществ, препаратов и материалов, историю создания,

области применения, их значение в жизни современного общества;

• важнейшие современные материалы (полупроводниковые, дисперсные и

ультрадисперсные, стеклообразные и аморфные, пленки и покрытия,

диэлектрические, ионные проводники, магнитные, высокотемпературные

сверхпроводники (ВТСП), керамические, биоматериалы, твердые

электролиты) технологию их приготовления, классификацию и

характеристики современных материалов, связь с другими естественными

науками.

Обучающийся должен уметь:

• использовать знания теоретических основ технологии современных

материалов при решении конкретных прикладных задач, при постановке

лабораторных методов получения и изучения веществ и химических

процессов;

• прогнозировать направление протекания химических процессов при

получении современных материалов;

• самостоятельно планировать последовательность и основные приемы

работы при получении современных материалов.

Обучающийся должен владеть:

• знаниями о ключевых направлениях химии современных материалов,

методах синтеза и создания новых веществ, препаратах и материалах,

истории создания, областях применения, значением в жизни современного

общества;

4

Page 5: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

• знаниями о важнейших современных материалах (полупроводниковых,

дисперсных и ультрадисперсных, стеклообразных и аморфных, пленках и

покрытиях, диэлектрических, ионных проводниках, магнитных,

высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП), керамических,

биоматериалах, твердых электролитах), технологии их приготовления,

классификации и характеристиках современных материалов.

4. Структура и содержание дисциплины «Технология современных

материалов»

Дисциплина «Технология современных материалов» включает в себя

разделы: ключевые магистрали химии современных материалов, методы синтеза и

создание новых веществ, препаратов и материалов, историю создания, области

применения, классификацию и характеристики современных материалов,

полупроводниковые материалы, дисперсные и ультрадисперсные материалы,

стеклообразные и аморфные материалы, пленки и покрытия, рост кристаллов,

диэлектрические материалы, Ионные проводники, магнитные материалы,

высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП), современные керамические

материалы, современные биоматериалы, ионная проводимость и твердые

электролиты.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 36 часов

аудиторных занятий, 36 часов самостоятельной работы.

4.1. Объём дисциплины и виды учебной работы (в часах)

4.1.1. Объём и виды учебной работы (в часах) по дисциплине в целом

Вид учебной работы Всего часовОбщая трудоемкость базового

модуля дисциплины

72

Аудиторные занятия (всего) 36В том числе:

5

Page 6: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

Лекции 36СеминарыЛабораторные работыСамостоятельная работа 36В том числе:Творческая работа (курсовая работа) И (или) другие виды самостоятельной

работыВид промежуточного контроля Защита рефератовВид итогового контроля Зачет

6

Page 7: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

4.1.2. Разделы базового обязательного модуля дисциплины и

трудоемкость по видам занятий (в часах)

п/

п

Раздел

Дисциплины

Сем

естр

Нед

еля

сем

естр

а

Общ

ая т

рудо

ёмко

сть

(час

ах)

Виды учебной работы,

включая самостоятельную

работу студентов и

трудоемкость (в часах)

Формы

текущего

контроля

успеваем

ости (по

неделям

семестра

)

Форма

промежут

очной

аттестаци

и (по

семестра

м)

Учебная

работа

В.т.

ч.

акт

ивн

ых

фор

м

Самост

оятель

ная

работа

всег

о

лекц

ии

Лаб.

работ

ы

Технология

современных

материалов

V

I

I

1-18 72 36 36

1 Вводная лекция 1-2 4 42 Полупроводник

овые материалы

3-4 7 4 2 3 Защита

реферато

в3 Дисперсные и

ультрадисперсн

ые материалы

5-6 7 4 2 3 Защита

реферато

в4 Стеклообразные

и аморфные

7-8 7 4 3 Защита

реферато

7

Page 8: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

материалы в5 Пленки и

покрытия

9 5 2 3 Защита

реферато

в6 Рост кристаллов 10 5 2 3 Защита

реферато

в7 Диэлектрически

е материалы

11 5 2 3 Защита

реферато

в8 Ионные

проводники

12 5 2 3 Защита

реферато

в9 Магнитные

материалы

13 5 2 3 Защита

реферато

в10 Высокотемперат

урные

сверхпроводник

и (ВТСП)

14 5 2 3 Защита

реферато

в

11 Современные

керамические

материалы

15-

16

6 3 3 Защита

реферато

в12 Современные

биоматериалы

16-

17

5 2 3 Защита

реферато

в13 Ионная

проводимость и

твердые

электролиты

17-

18

6 3 3 Защита

реферато

в

17 Зачет В

зачетную

8

Page 9: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

сессию 18

неделя

4.2 Содержание дисциплины

Содержание разделов базового обязательного модуля дисциплины

№ Наименование раздела

дисциплины

Содержание раздела

дисциплины

Результат

обучения,

формируемые

компетенции1 Вводная лекция Ключевые магистрали химии

современных материалов. Методы синтеза и создание новых веществ, препаратов и материалов. Молекулы-ромбоиды - структурные элементы одномерных металлов; протонные "губки" и "трубки" - молекулярно-организованные протононесущие резервуары и каналы; молекулы-тороиды и полиметаллоротаксаны; катенаны; крауны и антикрауны, способные разделять катионы и анионы; гипервалентные радикалы типа NH4, СН5, Н3О, высокоспиновые молекулы, имеющие десятки неспаренных электронов в одной структуре (так, комплекс Mn6

2+(R2NO.)6 содержит 36 неспаренных электронов); многопалубные полиароматические молекулы; молекулы с огромным числом хиральных центров и т.д. Принципы звездообразного синтеза (дендримеры). Успехи

ПК-7,

ПК-9,

ПК-11

9

Page 10: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

в синтезе металло-органических полимеров. Синтез лестничных, ленточных и стержневых металлоорганических полимеров. Сверхпроводящие керамики. Молекулярные ферромагнетики. Фуллерены. Фуллериды. Эндофуллерены. Синтез цилиндрических углеродных нанотрубок (диаметр ~100А). Металлический водород. Современное состояние и перспективы развития.

2 Полупроводниковые

материалы

Основные типы полупроводниковых материалов. Квазихимический формализм описания дефектов. Полупроводниковая техника. Гетероструктуры и сверхрешетки. Квантовые точки. Термисторы, магнитные полупроводники. Термоэлектрические явления. Полупроводниковые лазеры. Проблемы и тенденции в современной химии и технологии полупроводников.

3 Дисперсные и

ультрадисперсные

материалы

Эволюция от молекул к материалам. Кластерные серии. Наноструктуры, нанокомпозиты и нанореакторы. Фрактальные модели дисперсных систем. Пористые неорганические мембраны.Процессы диспергирования и смешения порошков. Ультрадисперсные металлы с необычными функциями. Новые технологии получения

10

Page 11: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

ультрадисперсных материалов, основанные на синергетике химического и физического воздействия.

4 Стеклообразные и

аморфные материалы

Термодинамика и кинетика стеклования. Cтруктура стекол. Металлические стекла. Стеклоуглерод. Высокочистые стекла для световодов. Биостекло. Фотохромные стекла. Стеклокерамика. Фотонные кристаллы.

5 Пленки и покрытия Процессы получения пленок. Гетероструктуры с участием пьезоэлектриков, сверхпроводящих купратов и манганитов с гиганским магнитным сопротивлением. Многослойные покрытия со специальными функциями.

6 Рост кристаллов Механизм кристаллизации. Методы получения кристаллов. Вискеры. Проблема роста крупных кристаллов. Новые поколениясинтетических кристаллов функциональных материалов.

7 Диэлектрические

материалы

Диэлектрические характеристики. Сегнето-, пьезо- и пироэлектрики.Сегнетоэлектрики-полупроводники, сегнетомагнетики. Пьезокомпозиты.

8 Ионные проводники Критерии возникновения суперионногосостояния. Важнейшиетипы проводников. Электронно-ионные проводники. Катодныематериалы литиевых батарей. Электрохромные материалы. Протонные проводники.

11

Page 12: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

Применение твердых электролитов.

9 Магнитные материалы Основы теории магнетизма, типы магнитных материалов. Магнитомягкие и магнитожесткие материалы. Пути повышения магнитной энергии материалов. Магнитодиэлектрики (ферриты).Новые магнитоактивные композиты и материалы для магнитной записи. Нанокомпозиты. Материалы с коллосальным магнетосопротивлением. Магнитокалорические материалы. Спинтроника.

10 Высокотемпературные

сверхпроводники

(ВТСП)

История открытия. Особенности кристаллохимии. Критические параметры ВТСП. Методы получения объемных ВТСП. Пути повышения критических характеристик. Области применения ВТСП-материалов. Термоэлектрические материалы

11 Современные

керамические

материалы

Основные понятия. Классификация. Свойства. Получение керамики. Силикатная керамика. Огнеупорная керамика. Магнитная и электротехническая керамика. Керамика с ядерными функциями. Биокерамика. Керметы. Кварцевая керамика и пенокварц. Слюдокерамика. Области применения.

12 Современные

биоматериалы

Основные понятия. Состав. Требования к материалам. Виды (биоинертная керамика, стеклокерамические

12

Page 13: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

биоматериалы, материалы на основе фосфатов кальция). Свойства. Области применения и перспективы.

13 Ионная проводимость

и твердые

электролиты

Основные понятия. Типичные ионные кристаллы. Строение. Проводимость. Твердые электролиты. β-глинозем. Ag+-проводящие электролиты. Галогенид-ионные проводники. Кислород-ионные проводники. Основные области применения: электрохимические ячейки, источники тока, топливные элементы, кислородные концентрационные ячейки и датчики, электрохромные системы.

5. Образовательные технологии

Для эффективной реализации целей и задач ФГОС ВПО, для

воплощения компетентностного подхода в преподавании используются

следующие образовательные технологии и методы обучения (табл.3).

Таблица 3.

Вид занятия Технология Цель Формы и методы

обучения1 2 3 4Лекции Технология

проблемного обучения

Усвоение теоретических знаний, развитие мышления, формирование профессионального интереса к будущей деятельности

Лекция-объяснение, лекция-визуализация, лекция-объяснение с частичным привлечением формы дискуссии, беседы.

Самостоятельная

работа

Технологии концентрированного, модульного, дифференцированного

Развитие познавательной самостоятельности, обеспечение

Индивидуальные, групповые

13

Page 14: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

обучения гибкости обучения, развитие навыков работы с различными источниками информации, развитие умений, творческих способностей.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы

студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,

промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Таблица 4.

№ Виды самостоятельной работы

Формы контроля

Сроки контрольно-зачетных мероприятий, неделя семестра

Учебно-методическое обеспечение*

1 Выбор темы

реферата. Работа с

литературой.

Составление плана

реферата.

Собеседование с преподавателем

1-10 Рабочая программа,список тем рефератов, список литературы

2 Подготовка

реферата

Консультации 1-17 список литературы

3 Защита реферата 17-185 Подготовка к сдаче

зачета

Зачет 17-18

Контроль знаний студента осуществляется выбором темы реферата,

подготовкой, озвучиваем реферата и сдачей зачета.

Темы рефератов:

14

Page 15: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

Ключевые магистрали химии современных материалов.

Молекулы-ромбоиды - структурные элементы одномерных металлов.

Протонные "губки" и "трубки" - молекулярно-организованные

протононесущие резервуары и каналы.

Молекулы-тороиды и полиметаллоро-таксаны.

Катенаны; крауны и антикрауны, способные разделять катионы и анионы;

гипервалентные радикалы типа NH4, СН5, Н3О.

Высокоспиновые молекулы, многопалубные полиароматические молекулы.

Принципы звездообразного синтеза (дендримеры).

Успехи в синтезе металло-органических полимеров.

Синтез лестничных, ленточных и стержневых металлоорганических

полимеров.

Сверхпроводящие керамики.

Молекулярные ферромагнетики.

Фуллерены. Фуллериды. Эндофуллерены.

Синтез цилиндрических углеродных нанотрубок (диаметр ~100А).

Металлический водород.

Основные типы полупроводниковых материалов.

Квазихимический формализм описания дефектов.

Полупроводниковая техника.

Гетероструктуры и сверхрешетки.

Квантовые точки.

Термисторы, магнитные полупроводники.

Термоэлектрические явления.

Полупроводниковые лазеры.

Проблемы и тенденции в современной химии и технологии

полупроводников.

Эволюция от молекул к материалам.

Кластерные серии.

15

Page 16: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

Наноструктуры, нанокомпозиты и нанореакторы.

Фрактальные модели дисперсных систем.

Пористые неорганические мембраны.

Процессы диспергирования и смешения порошков.

Ультрадисперсные металлы с необычными функциями.

Новые технологии получения ультрадисперсных материалов, основанные на

синергетике химического и физического воздействия.

Термодинамика и кинетика стеклования.

Cтруктура стекол.

Металлические стекла.

Стеклоуглерод.

Высокочистые стекла для световодов.

Биостекло.

Фотохромные стекла.

Стеклокерамика.

Фотонные кристаллы.

Процессы получения пленок.

Гетероструктуры с участием пьезоэлектриков, сверхпроводящих купратов и

манганитов с гиганским магнитным сопротивлением.

Многослойные покрытия со специальными функциями.

Механизм кристаллизации.

Методы получения кристаллов.

Вискеры. Проблема роста крупных кристаллов.

Новые поколения синтетических кристаллов функциональных материалов.

Диэлектрические характеристики.

Сегнето-, пьезо- и пироэлектрики.

Сегнетоэлектрики-полупроводники, сегнетомагнетики.

Пьезокомпозиты.

Критерии возникновения суперионногосостояния.

16

Page 17: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

Важнейшие типы проводников.

Электронно-ионные проводники.

Катодные материалы литиевых батарей.

Электрохромные материалы.

Протонные проводники.

Применение твердых электролитов.

Основы теории магнетизма, типы магнитных материалов.

Магнитомягкие и магнитожесткие материалы.

Пути повышения магнитной энергии материалов.

Магнитодиэлектрики (ферриты).

Новые магнитоактивные композиты и материалы для магнитной записи.

Нанокомпозиты.

Материалы с коллосальным магнетосопротивлением.

Магнитокалорические материалы.

Спинтроника.

История открытия высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП).

Особенности кристаллохимии ВТСП.

Критические параметры ВТСП.

Методы получения объемных ВТСП.

Пути повышения критических характеристик.

Области применения ВТСП-материалов.

Термоэлектрические материалы

Классификация керамических материалов.

Свойства керамических материалов.

Получение керамики.

Силикатная керамика.

Огнеупорная керамика.

Магнитная и электротехническая керамика.

Керамика с ядерными функциями.

17

Page 18: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

Биокерамика.

Керметы.

Кварцевая керамика и пенокварц.

Слюдокерамика. Области применения.

Твердые электролиты.

β-глинозем.

Ag+-проводящие электролиты.

Галогенид-ионные проводники.

Кислород-ионные проводники.

Основные области применения: электрохимические ячейки, источники тока,

топливные элементы, кислородные концентрационные ячейки и датчики,

электрохромные системы.

Биоинертная керамика.

Стеклокерамические биоматериалы.

Материалы на основе фосфатов кальция.

Свойства, области применения и перспективы биоматериалов.

Контрольные вопросы к зачету

Ключевые магистрали химии современных материалов. Молекулы-

ромбоиды - структурные элементы одномерных металлов. Протонные

"губки" и "трубки" - молекулярно-организованные протононесущие

резервуары и каналы. Молекулы-тороиды и полиметаллоро-таксаны.

Катенаны; крауны и антикрауны, способные разделять катионы и анионы;

гипервалентные радикалы типа NH4, СН5, Н3О. Высокоспиновые молекулы,

многопалубные полиароматические молекулы. Принципы звездообразного

синтеза (дендримеры). Успехи в синтезе металло-органических полимеров.

Синтез лестничных, ленточных и стержневых металлоорганических

полимеров. Сверхпроводящие керамики. Молекулярные ферромагнетики.

Фуллерены. Фуллериды. Эндофуллерены. Синтез цилиндрических

18

Page 19: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

углеродных нанотрубок (диаметр ~100А). Металлический водород.

Основные типы полупроводниковых материалов. Квазихимический

формализм описания дефектов. Полупроводниковая техника.

Гетероструктуры и сверхрешетки. Квантовые точки. Термисторы, агнитные

полупроводники. Термоэлектрические явления. олупроводниковые лазеры.

Проблемы и тенденции в современной химии и технологии

полупроводников. Эволюция от молекул к материалам. Кластерные серии.

Наноструктуры, нанокомпозиты и нанореакторы. Фрактальные модели

дисперсных систем. Пористые неорганические мембраны.Процессы

диспергирования и смешения порошков. Ультрадисперсные металлы с

необычными функциями. Новые технологии получения ультрадисперсных

материалов, основанные на синергетике химического и физического

воздействия. Термодинамика и кинетика стеклования. Cтруктура стекол.

Металлические стекла. Стеклоуглерод. Высокочистые стекла для

световодов. Биостекло. Фотохромные стекла. Стеклокерамика. Фотонные

кристаллы. Процессы получения пленок. Гетероструктуры с участием

пьезоэлектриков, сверхпроводящих купратов и манганитов с гиганским

магнитным сопротивлением. Многослойные покрытия со специальными

функциями.Механизм кристаллизации. Методы получения кристаллов.

Вискеры. Проблема роста крупных кристаллов. Новые поколения

синтетических кристаллов функциональных материалов. Диэлектрические

характеристики. Сегнето-, пьезо- и пироэлектрики. Сегнетоэлектрики-

полупроводники, сегнетомагнетики. Пьезокомпозиты.

Критерии возникновения суперионногосостояния. Важнейшие типы

проводников. Электронно-ионные проводники. Катодные материалы

литиевых батарей. Электрохромные материалы. Протонные проводники.

Применение твердых электролитов. Основы теории магнетизма, типы

магнитных материалов. Магнитомягкие и магнитожесткие материалы. Пути

повышения магнитной энергии материалов. Магнитодиэлектрики

19

Page 20: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

(ферриты). Новые магнитоактивные композиты и материалы для магнитной

записи. Нанокомпозиты. Материалы с коллосальным

магнетосопротивлением. Магнитокалорические материалы. Спинтроника.

История открытия высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП).

Особенности кристаллохимии ВТСП. Критические параметры ВТСП.

Методы получения объемных ВТСП. Пути повышения критических

характеристик. Области применения ВТСП-материалов.

Термоэлектрические материалы. Классификация керамических материалов.

Свойства керамических материалов. Получение керамики. Силикатная

керамика. Огнеупорная керамика. Магнитная и электротехническая

керамика. Керамика с ядерными функциями. Биокерамика. Керметы.

Кварцевая керамика и пенокварц. Слюдокерамика. Области применения.

Твердые электролиты. β-глинозем. Ag+-проводящие электролиты.

Галогенид-ионные проводники. Кислород-ионные проводники. Основные

области применения: электрохимические ячейки, источники тока,

топливные элементы, кислородные концентрационные ячейки и датчики,

электрохромные системы. Биоинертная керамика. Стеклокерамические

биоматериалы. Материалы на основе фосфатов кальция. Свойства, области

применения и перспективы биоматериалов.

Критерии оценки знаний студентов

Отметку “зачтено” студент получает за полные и правильные ответы на

все вопросы, изложенные в определенной последовательности, и

подтверждены соответствующими примерами. Также отметку “зачтено”

студент получает за полное, правильное изложение опросов, но при ответе

были допущены 2-3 несущественные ошибки.

Отметка “не зачтено” ставится в том случае, если студент показал

незнание и непонимание значительной части программного материала.

20

Page 21: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

«Технология современных материалов»

Список основной учебной литературы

1. Кардона М. Питер Ю. Основы физики полупроводников. М.: Сов. радио,

2002. 451 с.

2. Акимов И.А., Черкасов Ю.А., Черкашин М.И. Сенсибилизированный

фотоэффект. М.: Наука, 1980. 384 с.

3. Павлов П.В. Физика твердого тела. М.: Высшая школа, 2004. 684 с.

4. Вест, А. Химия твердого тела. - М.: Мир, 1988. - 336 с.

5. Гуревич, Ю.Я. Твердые электролиты. - М.: Изд-во «Наука», 1986. - 176 с.

6. Вечер, А.А. Твердые электролиты / А.А. Вечер, Д.В. Вечер. - Мн.: Изд-во

«Университетское», 1988. – 109 с.

7. Чувашов С.Н., Протасов Ю.С. Твердотельная электроника. М.:

Просвещение, 2005. 208 с.

8. Нанотехнология в ближайшем десятилетии. Прогноз направлений

исследований / Под ред. М. К. Роко, Р. С. Уильямса, П. Аливисатоса. М.:

Мир, 2002. 292 с.

9. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М.:

ФИЗМАТЛИТ, 2005. 416 с.

10. Сергеев Г. Б. Нанохимия. М.: КДУ, 2006. 336 с.

11. Суздалев И.П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров,

наноструктур и наноматериалов. – М.: КомКнига, 2006. – 592 с.

12. Пул Ч., Оуэнс Ф. Нанотехнологии. М.: Техносфера, 2006. 336 с.

13. Мир материалов и технологий. Нанотехнологии. Под ред.

Ю.И. Головина. М.: Техносфера, 2006. 336 с.

Дополнительная литература:

21

Page 22: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

1. Рывкин С.М. Фотоэлектрические явления в полупроводниках. М.:

Физматгиз, 1963. 494 с

2. Шалимова К.В. Физика полупроводников. М.: Энергия, 1971. 446 с.

3. Вечер, А.А. Химические сенсоры / А.А. Вечер, П.П. Жук. - Мн.: Изд-во

«Университетское», 1990. – 127 с.

4. Гуревич, Ю.Я. Фотоэлектрохимия полупроводников / Ю.Я. Гуревич, Ю.В.

Плесков. - М.: Энергия, 1983. 352 с.

Наименование Автор Годиздания

Количество экземпляров в библиотеке на момент утверждения программы

Нано материалы, структуры, технологии

Гусев А.И. 2005 г. 5 экз.

Нанохимия Сергеев Г.Б. 2006 г. 5 экз.Физико-химия нанокластеров, наноструктур, наноматериалов

Суздалев И.. 2005 г. 5 экз.

Нанотехнология в ближайшем десятилетии. Прогноз направлений исследований

Под ред. Роко М.К. Уильямса Р.С.

2002 г. 1 экз.

Мир материалов и технологий. Нанотехнологии

Под ред. Головина Ю.И.

2006 г. 5 экз.

Физика твердого тела. Павлов П.В. 2000 г. 10 экз.Химия твердого тела. Вест А.Р. 1988 г. 12 экз.Физика твердого тела. Гуревич А.Г. 2004 г. 5 экз.Основы физики полупроводников

Кардона М. Питер Ю. 2002 г. 5 экз.

Твердотельная электроника.

Чувашов С.Н., Протасов Ю.С.

2003 г. 10 экз.

22

Page 23: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

Новые пьезокерамические материалы

Фесенко Е.Г. и др. 1983 г. 1 экз.

Твердые электролиты Гуревич Ю.Я. 1986 г. 1 экз.Твердые электролиты Вечер А.А., Вечер Д.В. 1988 г. 4 экз.Сенсибилизированный фотоэффект

Акимов И.А., Черкасов Ю.А., Черкашин М.И.

1980 г. 4 экз.

Нанотехнологии. Пул Ч., Оуэнс Ф. 2006 г. 5 экз.Дополнительная литература:Фотоэлектрические явления в полупроводниках

Рывкин С.М. 1963 г. 2 экз.

Физика полупроводников

Шалимова К.В. 1971 г. 2 экз.

Химические сенсоры Вечер А.А., Жук П.П. 1990 г. 3 экз.Фотоэлектрохимия полупроводников

Гуревич Ю.Я., Плесков Ю.В.

1983 г. 1 экз.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины «Неорганическая химия» модуль «Общая химия».

Чтение лекций проводится в лекционном зале, обеспеченном мультимедийными средствами.

23

Page 24: Химический факультетkit.chem.kemsu.ru/files/WorkPrograms/Specialist3/С_2_ДВ_3_1_Технология...распространение в таких отраслях

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по специальности 020201.65 «Фундаментальная и прикладная химия».

Автор Суровой Э.П.Рецензент профессор Ларичев Т.А

24