1. komponenta

Vrsta nastave	Ukupno
Predavanja	30
Laboratorijske vježbe	15

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

CILJ KOLEGIJA
Ukazati na mogućnosti istraživanja materijala metodom Rendgenske difrakcije. Dati potrebnu teorijsku podlogu potrebnu za uspješnu provedbu analiza i interpretaciju rezultata. Provesti obuku u praktičnom radu na aparatu za Rendgensku difrakciju. Ukazati na mogućnosti uporabe tehnike pri analizi materijala te razvoju novih materijala.

IZVEDBENI PROGRAM KOLEGIJA
1. Otkriće rendgenskog zračenja. Povijesni razvoj metoda rendgenske difrakcije.
2. Sigurnost u radu s rendgenskim zračenjem. Mjerne jedinice vezane uz ionizirajuče zračenje. Biološki efekti radijacije, mjere opreza pri radu s ionizirajučim zračenjem.
3. Pojam strukture. Kristalno i amorfno stanje. Monokristal i polikristalični materijal. Čimbenici koji definiraju strukturu. Tipovi struktura.
4. Kristalografija. Kristalni sustavi. Simetrijske operacije. Elementi simetrije. Točkasta grupa.
5. Bravaisove rešetke. Simetrijske operacije s translacijom. Prostorne grupe. Opis kristalne strukture. Millerovi indeksi.
6. Nastajanje rendgenskog zračenja. Svojstva rendgenskih zraka. Spektar rendgenskog zračenja, kontinuirano i diskontinuirano zračenje.
7. Pojave koje se zbivaju pri ozračivanju preparata rendgenskim zračenjem, apsorpcija i difrakcija rendgenskog zračenja. Laueove jednadžbe. Braggova jednadžba.
V. Rad s aparatom za Rendgensku difrakciju.
8. Čimbenici koji utječu na intenzitet rendgenskog zračenja: Atomni i strukturni faktor. Sistemska pogašenja. Apsorpcijski faktor. Lorentz-polarizacijski faktor. Temperaturni faktor. Multiplicitet.
V. Rendgenska kvalitativna analiza, uporaba Hanawalt sustava.
I. kolokvij
9. Metode provođenja rendgensko-difrakcijskog eksperimenta. Metode ispitivanja polikristaliničnog uzorka. Metoda difraktometra. Geometrija difraktometra. Optika. Monokromatori. Detektori. Nosači uzorka. Priprava uzoraka.
V. Rendgenska kvalitativna analiza, uporaba računalnog programa.
10. Rendgenska kvalitativna analiza, ICDD baza podataka. Kvalitativna analiza složenih sustava. Praktični savjeti za uspješnu analizu. Detekcijski limit. Najčešće greške. Vezane uz: zračenje, geometriju aparata, položaj preparata, uzorak sam.
V. Rendgenska kvantitativna analiza.
11. Rendgenska kvantitativna analiza: metode vanjskog i unutarnjeg standarda, vanjskog dodatka te RIR. Određivanje parametara elementarne ćelije. Praćenje promjena u sastavu čvrstih otopina. Dinamička rendgenska difrakcija.
V. Određivanje parametara elementarne ćelije.
12. Određivanje veličine kristalita i naprezanja. Scherrerova jednadžba. Određivanje širine difrakcijskih maksimuma. Mikronaprezanja i makronaprezanja. Jednadžba Stokesa i Wilsona. Williamson-Hall analiza.
V. Određivanje veličine kristalita.
13. Rendgenska strukturna analiza. Rietveldova analiza. Analitički izraz za aproksimativni opis difraktograma. Inicijalizacija parametara i tijek analize. Kvantitativni pokazatelji kvalitete analize.
II. kolokvij

RAZVIJANJE OPĆIH I SPECIFIČNIH KOMPETENCIJA STUDENATA
Stjecanje znanja o kristalografiji i rendgenskoj difrakciji. Razumijevanje kristalne prirode materijala te njenog utjecaja na svojstva. Shvaćanje načina rada različitih segmenata rendgenskog difraktometra praha. Osposobljavanje za rad na rendgenskom difraktometru praha, obradu i interpretaciju dobivenih podataka. Spoznaja opasnosti pri radu s ionizirajućim zračenjem te poznavanje i primjena mjera zaštite.

OBAVEZE STUDENATA U NASTAVI I NAČIN NJIHOVA IZVRŠAVANJA
Studentima se preporučuje prisustvovati predavanjima, a obvezni su pohađati vježbe i pristupiti kolokvijima.

NAČIN IZVOĐENJA NASTAVE
Nastava će se provoditi usmenim izlaganjem uz PowerPoint prezentaciju. Vježbe su laboratorijskog tipa.

NAČIN PROVJERE ZNANJA I POLAGANJA ISPITA
Kolokvij, pismeni ispit samo ukoliko student znanjem ne zadovolji na kolokvijima. Pri ocjenjivanju će se, pored uspjeha na kolokvijima, odnosno ispitu, uzimati u obzir cjelokupan rad studenta.

NAČIN PRAĆENJA KVALITETE I USPJEŠNOSTI KOLEGIJA
Studentska anketa

ISHODI UČENJA KOLEGIJA:
1. Razumijevanje karakteristika kristalnog stanja, važnosti kristalne strukture za mehanička, fizikalna i ostala svojstva materijala, te primjena znanja na razumijevanje strukture i ponašanja brojnih materijala.
2. Razumijevanje principa nastanka Rendgenskog zračenja, difrakcije i načina rada difraktometra.
3. Usvajanje vještina potrebnih za rad s difraktometrom, provođenje eksperimenta te analizu podataka dobivenih mjerenjem
4. Sposobnost identifikacije kristalnih faza u praškastom uzorku, provođenja kvantitativne analize, karakterizacije čvrste otopine te karakterizacija mikrostrukture.
5. Sposobnost kritičkog razmišljanja te sposobnost spoznaje i rješavanje problema u području Rendgenske difrakcije i strukturne karakterizacije.
6. Sposobnost primjene znanja iz matematike te strukture i svojstava materijala.
7. Sposobnost rada u miltidisciplinarnom timu te komunikacijske vještine

ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA
1. Poznavanje i razumijevanje znanstvenih principa važnih za kemiju i inženjerstvo materijala.
2. Poznavanje i razumijevanje četiri temeljna elementa kemije i inženjerstva materijala: strukture, svojstava, proizvodnje i uporabe materijala.
3. Sposobnost selekcije i primjene prikladnih metoda i opreme analize povezane s proizvodnjom i uporabom materijala te kritička analize rezultata.
4. Poznavanje rada na računalu, osnove programiranja, korištenja baza podataka i programa za analizu i modeliranje.
5. Sposobnost primjene stečenog znanja u proizvodnom procesu i kontroli kvalitete-
6. Sposobnost identifikacije, definiranja i rješavanja problema u području kemije i inženjerstva materijala
7. Spoznaja potrebe za daljnjim usavršavanjem
LITERATURA
S. Kurajica, Rendgenska difrakcijska na prahu, HDKI & FKIT, 2020.
B. E. Warren, X-Ray Diffraction, Dover Publications, New York, 1990.
X-Ray Diffraction: A Practical Approach, C. Suryanarayana and M. Grant-Norton, Plenum Press, London, 1998.
C. Whiston, X-Ray Methods, John Willey and Sons, Chichester, 1987.

B. D. Cullity, S. R. Stock, Elements of X-Ray Diffraction, Addison-Wesley,2001
M. Kakudo and N. Kasai, X-Ray Diffraction by Polymers, Kadansha, Tokyo, 1972.
Handbook of X-Rays, Ed. E. F. Kaeble, McGraw-Hill, New York, 1967., New York, 1967.

1. Razumijevanje karakteristika kristalnog stanja, važnosti kristalne strukture za mehanička, fizikalna i ostala svojstva materijala, te primjena znanja na razumijevanje strukture i ponašanja brojnih materijala.
2. Razumijevanje principa nastanka Rendgenskog zračenja, difrakcije i načina rada difraktometra.
3. Usvajanje vještina potrebnih za rad s difraktometrom, provođenje eksperimenta te analizu podataka dobivenih mjerenjem
4. Sposobnost identifikacije kristalnih faza u praškastom uzorku, provođenja kvantitativne analize, karakterizacije čvrste otopine te karakterizacija mikrostrukture.
5. Sposobnost kritičkog razmišljanja te sposobnost spoznaje i rješavanje problema u području Rendgenske difrakcije i strukturne karakterizacije.
6. Sposobnost primjene znanja iz matematike te strukture i svojstava materijala.
7. Sposobnost rada u miltidisciplinarnom timu te komunikacijske vještine

1. Rendgenska difrakcija na prahu, S. Kurajica, HDKI & FKIT, 2020.
2. X-Ray Diffraction: A Practical Approach, C. Suryanarayana, M. Grant-Norton, Plenum Press, London, 1998.

Izborni kolegij - Redovni studij - Kemija i inženjerstvo materijala