Ciljevi predmeta
Stjecanje teorijskih znanja o različitim metodama i tehnikama karakterizacije materijala, te praktičnih znanja o pripravi uzoraka i primjeni jednostavnih i naprednih instrumentalnih tehnika i metoda.
Opis sadržaja predmeta
1. Tjedan: Uvodne napomene vezane za kolegij. Uvod u metode karakterizacije materijala, Točnost i preciznost mjerenja, statistička odstupanja mjerenja. Osnovni pojmovi instrumentalnoj karakterizaciji materijala (kalibracija, rekalibracija, bazna linija, standardi, sistematske pogreške...)
2. Tjedan: Fizikalno kemijska svojstva materijala, Osnovni pojmovi i terminologija. Kristalna stanja, Simetrijski elementi, Kristalni sistemi, Prostorna simetrija i prostorne grupe. Kristalne plohe, Millerovi indeksi i međuplošne udaljenosti, d.
3. Tjedan: Izomorfizam i polimorfizam, Enantimorfizam i kiralnost, Kristalni habitusi, Denedriti, Kompozitni kristali i sraslaci, Nepravilnosti u kristalima. Elektromagnetska zračenja, Instrumentalne metode i tehnike, Rendgenska zračenja,
4. Tjedan: Interakcija rendgenskog zračenja s elektronima, Interakcija elektromagnetskog zračenja s atomima. Osnove primjene difrakcije X-zraka na polikristalnim uzorcima. Određivanje osnovnih parametara difrakcijske slike. Industrijske izvedbe instrumenata i ograničenja.
5. Tjedan: Osnove rendgenske fluoroscencijske tehnike i metode,. Kalibracija i kalibracijski standardi instrumenata, Interpretacija rezultata.
6. Tjedan: Mikroskopske tehnike, Svjetlosna mikroskopija, Zakon refleksije, Zakon loma, Apsolutni i relativni indeks loma, Metode mjerenja indeksa loma, Dvolom, Građa mikroskopa, Polarizacijski mikroskop, Kompenzacijske pločice i njihova uloga
7. Tjedan: I. kolokvij.
8. Tjedan: Primjena IR spektroskopije. Metode priprave uzoraka, Metode i tehnike mjerenja, Praktične upute za provedbu mjerenja na infracrvenom spektrofotometru.
9. Tjedan: Uvod u toplinske tehnike i metode analize. Temeljni pojmovi. Vrste toplinskih tehnika i metoda. Faktori koji utječu na rezultate toplinske analize.
10. Tjedan: Teorijske osnove termogravimetrije (TG). Standardi za kalibraciju i metode kalibracije instrumenta TG i TG/DTA. Određivanje bazne linije i interpretacija mjerenja. Važnost kalibracije instrumenta, programa rada, uvjeta rada, priprave uzoraka. Interpretacija rezultata TG krivulje. Mogućnosti primjene termogravimetrije (primjeri) i mogući problemi. Pogreške koje se javljaju u mjerenju
11. Tjedan: II. kolokvij. Teorijske osnove diferencijalne pretražne kalorimetrije (DSC) i diferencijalne toplinske analize (DTA). Instrumentalne izvedbe navedenih tehnika.
12. Tjedan: Važnost kalibracije instrumenta, programa rada, uvjeti rada, priprave uzoraka za DSC i DTA mjerenja. Mogućnosti primjene (primjeri) i mogući problemi. Pogreške koje se javljaju u mjerenju. Standardi za provedbu procesa kalibracije i rekalibracije instrumenata, Određivanje bazne linije i interpretacija mjerenja.
13. Tjedan: Teorijske osnove termomehaničke analize (TMA) i dinamičko-mehaničke analize (DMA). Građa TMA sustava. Kalibracija instrumenta, program rada, uvjeti rada, priprava uzoraka itd. TMA krivulje. Mogućnosti primjene (primjeri) i mogući problemi.
14. Tjedan: Građa DMA sustava. Kalibracija instrumenta, program rada, uvjeti rada, priprava uzoraka itd. DMA krivulje. Mogućnosti primjene (primjeri) i mogući problemi.
15. Tjedan: III. kolokvij
Vježbe:
Brze metode karakterizacije materijala primjenom rendgenske difrakcije.
Određivanje elementnog sastava primjenom fluoroscencijske tehnike.
Primjena mikroskopije u karakterizaciji materijala
Primjena IR spektroskopije u karakterizaciji materijala
Određivanje toplinske i termooksidacijske postojanosti materijala termogravimetrijskom metodom.
Određivanje toplinskih svojstava materijala diferencijalnom pretražnom kalorimetrijom.
Vrste izvođenja nastave: predavanja, vježbe, multimedija i mreža, laboratorij
Obveze studenata Nazočnost na predavanjima u iznosu od 70% do 100%, a na vježbama od 100% ukupne satnice.
Praćenje rada studenata: Pohađanje nastave, Eksperimentalni rad, Kolokvij, Referat, Seminarski rad, Praktični rad, Pismeni ispit, Usmeni ispit
Ishodi učenja na razini programa kojima predmet pridonosi:
- Koristiti napredne laboratorijske postupke i instrumentaciju za sintezu novih proizvoda, kreiranje održivih procesa te rješavanje problema onečišćenja vode, zraka i tla.
- Primijeniti različite analitičke tehnike, analitičke i numeričke metode i programske alate u kreativnom rješavanju inženjerskih problema nudeći održiva tehnološka rješenja.
- Kritički analizirati, vrednovati i interpretirati vlastite rezultate uspoređujući ih s postojećim rješenjima dostupnima u znanstvenoj i stručnoj literaturi
- Prezentirati rezultate samostalnog i timskog rada u usmenom i pisanom obliku nestručnjacima i stručnjacima na jasan i razumljiv način
Očekivani ishodi učenja na razini predmeta (3-10 ishoda učenja):
1. optimalno koristiti mnogobrojne mogućnosti pojedinih instrumenata
2. zaključiti koja se instrumentalna metoda i tehnika može primijeniti za određivanje zadanih svojstava materijala
3. ispravno pripraviti uzorke i pripremiti instrument za pojedino mjerenje, tj. provesti kalibraciju instrumenta
4. samostalno sprovesti mjerenja i odrediti osnovne parametre dobivenih mjernih podatka
|
- Introduction to Thermal Analysis, Techniques and Applications (2nd edition), , Michael E. Brown, Kluwer Academics Publishers, New York, 2004.
- X-Ray diffraction, , B.E. Warren, Dover Publications, New York, 1990.
- Spectroscopy of Rocks and Minerals, and Principles of Spectroscopy, , Roger N. Clark, John Wiley and Sons, Inc, New York, 1999.
- Selected articles from journals recommended by the lecturer, , , , .
|
Pristupačnost
