1. komponenta

Vrsta nastave	Ukupno
Predavanja	30
Laboratorijske vježbe	15
Seminar	30

* Opterećenje je izraženo u školskim satima (1 školski sat = 45 minuta)

CILJ KOLEGIJA
Poznavanje fenomena površina, gdje se inženjerstvom površina modificiraju struktura i svojstva materijala u cjelini. Temeljni pristup za razvoj materijala je kontrolirana promjena svojstava na međupovršinama pristupom od nanorazine do mikro- i makro-razine. Razumijevanje tribologije daje potrebna znanja o mehanizmima trenja i trošenja materijala.

IZVEDBENI PLAN KOLEGIJA
P-Predavanja (1-15); V-Vježbe LAB (12); S-Seminarski rad (3); Kolokviji (3)
Dr Mirela Leskovac, red.prof.
P (1-2): Fenomeni površina. Procesi koji se odvijaju na površinama. Napetost površine i energija površine. Terminologija. Energija međupovršine. Kvašenje i razlijevanje. Energija površine i rad adhezije. Young-ova jednadžba i rad adhezije. Karakteristike površina i kontaktni kut. Karakterizacija površina.
P (3-4): Adhezija. Definicija i teorije. Znanost o adheziji. Osnovna i praktična adhezija. Teorije adhezije: mehanička, adsorpcijska, kemijska, elektrostatička, difuzijska, druge teorije. Adhezija na međupovršinama u složenim sustavima u primjeni.

S (1)
V1 Napetost površine; V2 Fenomeni površina u kompozitima, tehnika kontaktnog kuta; V3 Fenomeni površina u kompozitima , tehnika plinska kromatografija; V4 Određivanje parametara adhezije

1. kolokvij

Dr Sanja Lučić Blagojević, red.prof.
P (5-6): Polimerne površine. Termodinamika polimernih površina. Modifikacija površine polimera. Razlozi modifikacija. Predobrada površine polimera. Metode: mehaničke, kemijske, oksidacijske, plazma. Identifikacija površine. Površinske UHV analize. Karakterizacija polimernih površina. Metode karakterizacije: AES, XPS, SIMS, EPMA, ATR i dr.
P (7-8): Polimer-polimer međupovršine. Primjeri. Termodinamika polimernih međupovršina. Kompatibilnost polimera. Simetrične polimerne međupovršine. Autoadhezija. Nesimetrične polimerne međupovršine. Debljina i čvrstoća međupovršine. Razrijeđena polimerna otopina/krutina. Konformacija polimernih lanaca na međupovršini.
P (9): Međupovršine u polimernim blendima. Mješljivi i nemješljivi polimeri. Međufaze u blendima.
P (10): Međupovršine u polimernim kompozitima. Utjecaj adhezije na morfologiju, mehanizme popuštanja, mehanička svojstva. Utjecaj veličine međupovršine na svojstva: mikrokompoziti v.s nanokompoziti. Vrste polimernih nanokompozita. Modifikacija međupovršine u nanokompozitima. Novi napredni materijali.

V5 Predobrada površine; V6 Utjecaj fenomena adhezije na morfologiju kompozitnih sustava; V7 Utjecaj fenomena adhezije na popuštanje kompozitnih sustava; V8 Utjecaj fenomena adhezije na mehanička svojstva kompozitnih sustava; V9 Određivanje koeficijenata interakcija u kompozitnim sustavima

S (2)

Dr Mirela Leskovac, red.prof.
P (11-12) Adhezijski spojevi. Tipovi adheziva. Modificiranje međupovršine u adhezijskim spojevima. Utjecaj okoliša i starenje. Ispitivanje adhezijskih spojeva.

V10 Ispitivanje sljepljenog spoja

2.kolokvij

P (14-15): Tribologija. Principi i industrijski značaj tribologije. Mikro- i Nano-tribologija. Struktura i svojstva čvrstih tvari, karakterizacija kontaktnih površina i adhezija u funkciji tribološkog ponašanja. Trenje. Zakoni trenja kod sklizanja i kotrljanja površina. Trošenje. Osnovni mehanizmi trošenja: adhezija, abrazija, zamor, tribokorozija. Trošenje materijala: metali i legure, keramika, polimeri, plastike. Obrade površine. Kriterij odabira maziva, tehnika i obrada površine u industriji. Specifičnost polimernih površina i nove tehnike mjerenja triboloških svojstava.

S ( 3 )
V11 Tribološka svojstva materijala-trenje; V12 Tribološka svojstva materijala-trošenje

3. kolokvij

RAZVIJANJE OPĆIH I SPECIFIČNIH KOMPETENCIJA STUDENATA
Opće kompetencije studenata proširuju se upoznavanjem fenomena površina i međupovršina, kao i mogućnosti inženjerskih promjena kojima se mijenjaju struktura i svojstva površina i materijala u cjelini - kao inovativni put do novih materijala.
Specifične kompetencije odnose se na upoznavanje i modificiranje procesa koji se odvijaju na površinama u industrijskoj primjeni kao što su adhezija, trenje, trošenje i sl. koji su ključni kod adhezijskog spajanja elemenata, prerade, tribologije i zaštite površina materijala.

OBAVEZE STUDENATA U NASTAVI I NAČIN NJIHOVA IZVRŠAVANJA
Obvezno prisustvovanje i aktivno sudjelovanje na predavanjima kroz seminarske radove i ciljane zadatke-pojedinačne i zajedničke. Samostalna eksperimentalna izvedba laboratorijskih vježbi i teoretskih podloga za vježbe kao i završna realizacija zaključaka po zadatcima.

UVJETI ZA DOBIVANJE POTPISA
Prisustvovanje predavanjima, predan seminarski rad i referati iz laboratorijskih vježbi.


NAČIN IZVOĐENJA NASTAVE
Predavanja, seminar, laboratorijske vježbe

NAČIN PROVJERE ZNANJA I POLAGANJA ISPITA
Kolokviji, pismeni i usmeni ispit

NAČIN PRAĆENJA KVALITETE I USPJEŠNOSTI KOLEGIJA
Studentska anketa

ISHODI UČENJA KOLEGIJA
1. povezati fenomene inženjerstva površina i međupovršina (energiju i termodinamiku površine, adheziju, principe i primjenu tribologije) s inženjerstvu materijala
2. Kritički prosuđivati o kemijskim, strukturnim, karakteristikama površina i međupovršina u odnosu na proizvodna i uporabna svojstva materijala (kompoziti, blendi, adhezijski materijali)
3. odabrati načine modifikacije površina i argumentirati promjene na međupovršinama u višekomponentnim sustavima
4. kombinirati razne metode analize površina za procjenu svojstava i kvalitete materijala u cjelini
5. povezati elemente optimiranja parametara adhezije, sniženja trenja i trošenja sa svojstvima materijala u zadanim uvjetima primjene

ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA
1. povezati temeljne elemente kemije i inženjerstva materijala: strukturu, svojstva, proizvodnju i uporabu materijala
2. analizirati informacije iz različitih izvora
3. koristiti laboratorijsku opremu i uređaje pri karakterizaciji materijala
4. riješiti složene probleme u području kemije i inženjerstva materijala, samostalno ili kao dio multidisciplinarnog tima
5. koristiti različite metode komunikacije sa znanstvenom i inženjerskom zajednicom te društvom u cjelini


NASTAVNE JEDINICE S PRIPADAJUĆIM ISHODIMA UČENJA
Nastavna jedinica1: Fenomeni površina i adhezija
Ishodi učenja
- definirati fenomene površina
- primijeniti teorije adhezije u optimiranju adhezije ovisno o vrsti materijala u kontaktu
- primijeniti instrumentalne tehnike određivanja energije površine
- procijeniti teoretsku i praktičnu adheziju
Kriteriji vrednovanja
- odrediti energiju površine i međupovršine, kvašenje i rad adhezije
- objasniti i dati primjer pojedinih teorija adhezije
- demonstrirati metode mjerenja energije površine i primjenu modela
- povezati parametre adhezije s predviđanjem čvrstoće adhezijskog spoja

Nastavna jedinica 2: Polimerne površine i međupovršine
Ishodi učenja
- definirati specifičnosti polimernih površina
- objasniti načine modifikacija polimernih površina i utjecaje na strukturu i svojstva površina
- predvidjeti strukturu i svojstva međupovršine polimer-polimer prema modelima
Kriteriji vrednovanja
- analizirati energiju površina raznih polimernih materijala u odnosu na strukturu i sastav
- identificirati promjene na površini nakon tretmana pomoću specifičnih tehnika karakterizacije površine
- objasniti i povezati pojedine utjecaje (molekulnu masu, parametar topljivosti) i energiju loma prema modelima

Nastavna jedinica 3: Međupovršine u polimernim kompozitima i mješavinama
Ishodi učenja
- procijeniti mješljivost i predvidjeti morfologiju višefaznih sustava (polimerne mješavine, kompoziti)
- primijeniti termodinamičke parametre adhezije u optimiranju svojstava višefaznih sustava
Kriteriji vrednovanja
- dati primjere i objasniti fazne dijagrame i morfologiju mješljivih, djelomično mješljivih i nemješljivih polimernih sustava
- izračunati parametre adhezije i objasniti modele koji povezuju adheziju na međupovršini i svojstva višefaznih sustava

Nastavna jedinica 4: Adhezijski spojevi
Ishodi učenja
- analizirati načine spajanja materijala
- ocijeniti kvalitetu adhezijskog spoja
Kriteriji vrednovanja
- zaključiti o prednostima i nedostacima tehnologija površinskog spajanja
- analizirati modele popuštanja i utjecaje na čvrstoću adhezijskog spoja

Nastavna jedinica 5: Tribologija
Ishodi učenja
- predvidjeti načine i mehanizme trenja i trošenja različitih materijala (metala, keramike, polimera, kompozita i mješavina)
- povezati trošenje na mikro- i nano- razini sa strukturom i svojstvima polimernih materijala
Kriteriji vrednovanja
- ocijeniti trenje i trošenje različitih vrsta materijala
- usporediti viskoelastičnost i krhkost polimernih materijala i tribološko ponašanje kod trenja i trošenja

1. Objasniti i povezati fenomene inženjerstva površina i međupovršina (energiju i termodinamiku površine, adheziju, principe i primjenu tribologije) u inženjerstvu materijala
2. Analizirati i zaključiti o kemijskim, strukturnim, karakteristikama površina i međupovršina u odnosu na proizvodna i uporabna svojstva materijala (kompoziti, blendi, adhezijski materijali)
3. Odabrati načine modifikacije površina i promjena na međupovršinama u višekomponentnim sustavima
4. Koristiti razne metode analize površina za procjenu svojstava i kvalitete materijala u cjelini
5. Zaključiti i povezati elemente optimiranja parametara adhezije, sniženja trenja i trošenja i poboljšanja svojstava materijala u zadanim uvjetima primjene

1. 1. V. Kovačević, S. Lučić Blagojević, M. Leskovac, Inženjerstvo površina, interna skripta, 2008.
   2. K.L. Mittal, Polymer Surface Modification; Relevance to Adhesion, VSP, Netherland, Vol.2, 2000.
   3. V. Ivušić, Tribologija, Hrvatsko društvo za materijale i tribologiju, Zagreb, 1998.,
2. 1.Y.S. Lipatov, Adhesion of Polymers at the Interface with Solids, in Polymer Reinforcement, ChemTec Publishing, Toronto, 1995.
   2.B. Bhushan, Principles and Applications of Tribology, John Wiley & Sons, New York, 1999.
   3.L.H. Sperling, Introduction to Physical Polymer Science, Wiley Interscience, New Yersey, 2006.,

Obavezni predmet - Redovni studij - Kemija i inženjerstvo materijala