Anorganski nemetalni materijali
Nositelj izv. prof. dr. sc. Vilko Mandić; doc. dr. sc. Ivana Panžić
ECTS bodovi 4.0
Sati nastave
Predavanja 30
Seminari 0
Laboratorijske vježbe 15
Opis predmeta
Cilj kolegija
1. Stjecanje znanja o vrstama i klasifikaciji anorganskih nemetalnih materijala (ANM).
2. Stjecanje znanja o pripravi/sintezi, konfiguriranju i karakterizaciji ANM (osnovnih sirovina za mineralna veziva, staklo i keramiku, kao i recikliranje i preduvjeti održive proizvodnje).
3. Stjecanje znanja o razvoju materijala i značaju naprednih ANM (sinteze, konfiguriranja, nanošenja i karakterizacije novih naprednih keramičkih nanomaterijala).
Izvedbeni program kolegija
PREDAVANJA: Nastavnik provodi izlaganja stručnih parametara i osnovnih koncepata u skladu s ciljevima kolegija.
1. Definicija i važnost anorganskih nemetalnih materijala. Vrste i podjele anorganskih nemetalnih materijala. Važnost i uloga anorganskih nemetalnih materijala u gospodarstvu. Povijesni razvoj materijala. Podjela i sistematika anorganskih procesa.
2. Sirovine u anorganskoj kemijskoj tehnologiji, oplemenjivanje sirovina. Uvod u mineralna veziva. Anorganska mineralna veziva i kompozitni materijali. Podjela anorganskih mineralnih veziva i kompozita. Cement i cementni kompoziti.
3. Vrste, definicije i primjene keramičkih materijala. Odnos strukture i svojstava stakla i keramike. Tradicionalna, nova i napredna keramika. Generička svojstva keramike.
4. Načini proizvodnje i obrada keramike. Proces pečenja keramike. Opće spoznaje o staklotvornosti i kristalizaciji. Vrste stakla, svojstva stakla, taljenje i oblikovanje stakla.
5. Staklokeramika. Proces kontrolirane kristalizacije stakla. Vrste i svojstva staklokeramike. Biokeramika, vrste biokeramike. Hidroksilapatitna keramika. Biomimetički materijali.
6. Stijene i minerali, sredina, uvjeti i procesi nastajanja minerala. Klasifikacije. Uporaba.
7. Provjera znanja: 1. KOLOKVIJ-parcijalni ispit.
8. Napredni anorganski materijali. Utjecaj kemijskog sastava. Utjecaj morfologije. Nanostrukturiranje. Konfiguracije i geometrija. Tanki filmovi.
9. Priprava naprednih anorganskih nemetalnih nanomaterijala metodama kemijskog nanošenja i vrste naknadne obrade.
10. Priprava naprednih anorganskih nemetalnih nanomaterijala metodama fizikalnog nanošenja i vrste naknadne obrade.
11. Osnove odnosa tvari i energije. Rezolucija. Karakterizacije naprednih anorganskih nemetalnih nanomaterijala izdvojenim naprednim spektroskopskim metodama.
12. Sinkrotronsko zračenje. Karakterizacije naprednih anorganskih nemetalnih nanomaterijala izdvojenim metodama difrakcije i raspršenja rendgenskog zračenja.
13. Modeliranje sinteze i karakterizacije naprednih anorganskih nemetalnih nanomaterijala.
14. Recikliranje i održiva proizvodnja. Obnovljivost materijala i izvora energije. Održivost proizvodnje anorganskih nemetalnih materijala. Ponavljanje
15. Provjera znanja: 2. KOLOKVIJ-parcijalni ispit.
VJEŽBE:
1. Kemijske metode nanošenja tankih filmova
2. Fizikalne metode nanošenja tankih filmova
3. Priprema i provedba analize uzoraka korištenjem beskontaktnog načina rada metode mikroskopije atomskih sila (AFM)
4. Karakterizacija površinskih svojstava materijala u konfiguraciji tankog filma ? difuzna refleksijska spektroskopija (DRS) i rendgenska difrakcija uz okrznujući upadni kut (GIXRD)
5. Karakterizacija uzoraka metodom raspršenja rendgenskog zračenja pri malom kutu (SAXS)
Preduvjeti za upis predmeta Položeni predmeti: svi predmeti 1. nastavne godine
Preduvjeti za polaganje predmeta ?
Razvijanje općih i specifičnih kompetencija studenata
Stjecanje znanja i razumijevanje temeljnih elemenata kemije i inženjerstva materijala: strukture, mikrostrukture, sastava, svojstava, sinteze, konfiguriranja, karakterizacije, proizvodnje i uporabe materijala povezanih s anorganskim nemetalnim materijalima.
Stjecanje znanja, sposobnost identifikacije, definiranja i rješavanja problema povezanih s ANM, posebice u naprednim konfiguracijama, u području razvoja inženjerstva materijala te kemije i inženjerstva materijala.
Obveze studenata u nastavi i načini njihova izvršavanja
Obvezno pohađanje predavanja i vježbi.
Način izvođenja nastave
Auditorni za predavanja i praktični rad u praktikumu.
Način provjere znanja i polaganja ispita
Ulazni kolokviji za vježbe. Ocjenjivanje referata po završenim vježbama. Završni kolokvij za vježbe. Dva parcijalna kolokvija za gradivo predavanja i vježbi. Komunikacija na nastavi. Oslobađanje od ispita uspješnim polaganjem navedenih elemenata.
Pismeni ispit. Usmeni ispit.
Način praćenja kvalitete i uspješnosti kolegija
Studentska anketa
Ishodi učenja kolegija
1. Reproducirati temeljne pojmove geologije, mineralogije i kristalografije, interakcije materije i zračenja te odnosa strukture, morfologije i sastava materijala.
2. Koristiti spomenuta znanja za izbor sirovina, dizajn i konfiguriranje sustava, odgovarajućih tehnika sinteza, nanošenja i karakterizacija, tehnologijama proizvodnje, kao i procjenu i razumijevanje konačnih svojstava anorganskih nemetalnih materijala.
3. Kritički razmišljati o utjecaju anorganskih nemetalnih materijala na razvoj društva, gospodarstva i okoliša.
4. Steći motivaciju za intelektualni razvoj i daljnje obrazovanje u kontekstu novih naprednih anorganskih nemetalnih nanomaterijala.
Ishodi učenja na razini programa kojima predmet pridonosi
1. Objasniti znanstvene temelje važne za kemiju i inženjerstvo materijala, posebice iz područja kemije, fizike, matematike i kemijskog inženjerstva.
2. Prepoznati temeljne elemente kemije i inženjerstva materijala: strukturu, svojstva, proizvodnju i uporabu materijala.
3. Opisati različite vrste materijala (posebice mineralna veziva, keramiku, polimere te metale i slitine), njihovu uporabu i tehnologije njihove proizvodnje.
4. Povezati stečena znanja o materijalima, njihovoj uporabi i proizvodnji.
5. Analizirati materijale korištenjem kemijskih i fizikalnih tehnika te laboratorijske opreme i uređaja.
6. Koristiti odgovarajuće računalne baze podataka i programe za analizu i modeliranje.
7. Teorijski protumačiti rezultate eksperimentalnog rada.
8. Koristiti prikladne metode i opremu povezanu s proizvodnjom, karakterizacijom i uporabom materijala, vodeći računa o sigurnosti na radu
9. Prikazati rezultate svoga rada u pismenom i usmenom obliku.
10. Razviti radnu etiku, osobnu odgovornost i težnju za daljnjim usavršavanjem.
Obvezna literatura
OBVEZNA LITERATURA
1. C. Barry Carter, M. Grant Norton, Ceramic Materials: Science and Engineering, Springer-Verlag, New York, 2013
2. Rainer Pöttgen, Thomas Jüstel, Cristian A. Strassert, Applied Inorganic Chemistry, Volume 2: From Energy Storage to Photofunctional Materials, De Gruyter (2022)
3. Euth Ortiz Ortega , Hamed Hosseinian , Ingrid Berenice Aguilar Meza , María José Rosales López , Andrea Rodríguez Vera , Samira Hosseini, Material Characterization Techniques and Applications, Springer (2022)
4. Milton Ohring, Materials Science of Thin Films: Depositon and Structure, ?Academic Press; 2. Edition (2001)
5. Yang Leng, Materials Characterization, Wiley-VCH (2013)
DOPUNSKA LITERATURA:
1. A.H. De Aza, J. Chevalier, G. Fantozzi, M. Schehl, R. Torecillas: Biomaterials 23 (2002) 937?945.
2. D.C. MacLaren and M.A. White, Cement: Its Chemistry and Properties, J. Chem. Educ. 80 (2003) 623?635.
|
-
LITERATURA POTREBNA ZA POLAGANJE ISPITA
1.P.K.Mehta,Concrete:Structure,Properties,and Materials,Prentice-Hall,New Jersey,1986.
2.A.Đureković,Cement,cementni kompoziti i dodaci za beton,IGH i Školska Knjiga,Zagreb,1996
3.W.Vogel, Kemija stakla, SKTH/Kemija u industriji, Zagreb, 1985. (Naslov originala: Glaschemie, WEB Deutscher Verlag fuer Grundstoffindustrie, 2.auflage, Leipzig, 1983.prijevod R.Laslo i E.Tkalčec
4.H.Yanagida,K.Koumoto and M.Miyayama,TheChemistry of Ceramics,John Wiley &Sons,Chichester,1996
DOPUNSKA LITERATURA:
1.A.H.De Aza,J.Chevalier,G Fantozzi,M.Schehl,R.Torecillas:Biomaterials 23(2002)937-945
2.D.C.MacLaren and M.a.White,Cement:Its Chemistry and Properties,j.Chem.Educ.80(2003)623-635,
-
.
DOPUNSKA LITERATURA:
1.A.H.De Aza,J.Chevalier,G Fantozzi,M.Schehl,R.Torecillas:Biomaterials 23(2002)937-945
2.D.C.MacLaren and M.a.White,Cement:Its Chemistry and Properties,j.Chem.Educ.80(2003)623-635,
|
Pristupačnost
