Файл: Программа дисциплины "Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем".doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 28
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
5.3. Пластичность и прочность материалов. Текучесть. Площадка текучести и «зуб» текучести. Пластическая деформация скольжением. Пластическая деформация двойникованием. Деформации изгиба и кручения. Сбросообразование.
Идеальная и реальная прочность материалов. Влияние различных факторов на реальную прочность материалов. Твердость, методы ее изучения. Твердость по Бринеллю, твердость по Виккерсу, твердость по Роквеллу. Микротвердость. Твердость наноматериалов.
Жаропрочные сплавы. Ползучесть. Предел ползучести. Длительная прочность. Испытания на ползучесть и длительную прочность. Способы повышения сопротивления ползучести. Ползучесть наноматериалов.
Влияние размера образца на прочность и пластичность материала.
5.4. Разрушение материалов. Виды разрушения материалов. Хрупкое разрушение. Феноменологические теории хрупкого разрушения - Гриффитса, Ирвина-Орована. Ударная вязкость. Трещиностойкость. Переход от хрупкого разрушения к вязкому. Вязкое разрушение. Влияние различных факторов на процесс разрушения. Масштабный фактор. Хладноломкость. Порог хладноломкости.
5.5. Усталость материалов. Понятие об усталости материалов. Диаграммы усталости. Предел усталости. Выносливость, предел выносливости. Циклическая вязкость разрушения. Коэффициент интенсивности напряжений. Усталостное разрушение. Усталостные свойства наноматериалов.
5.6. Изнашивание и износостойкость материалов. Виды изнашивания - абразивное, усталостное,адгезионное,тепловое,окислительное. Изнашивание вследствие пластического деформирования. Изнашивание при хрупком разрушении. Изнашивание в условиях агрессивного воздействия жидкой среды. Испытания на износ. Микро- и нанотрибология. Особенности процесса изнашивания материалов для микро- и наносистемной техники. Способы повышения износостойкости материалов.
IV. Лабораторные работы
| № п/п | № темы курса | Наименование лабораторных работ | Трудо-емкость (часы) |
| 1. | 2 | Электрические свойства металлов и сплавов | 4 |
| 2. | 3 | Изучение влияния химического состава, обработки и условий испытаний на магнитные характеристики магнитно-мягких материалов | 4 |
| 3. | 3 | Исследование влияния термической обработки на магнитные свойства магнитотвердого материала – викаллоя | 4 |
| 4. | 5 | Исследование влияния пластической деформации и последующего нагрева на структуру и свойства металлов и сплавов | 6 |
V. Практические занятия
| № п/п | № темы курса | Наименование практических занятий | Трудо-емкость (часы) |
| 1. | 2 | Нанесение тонких пленок в вакууме и измерение их параметров | 4 |
| 2. | 4 | Испарение материалов в высоком вакууме | 4 |
| 3. | 4 | Анализ адсорбции, десорбции и миграции атомов на поверхности тугоплавких металлов методами автоэлектронной и автоионной микроскопии | 4 |
| 4. | 5 | Измерение твердости материалов статическими методами | 6 |
VI. Темы рефератов
1. Электрические свойства наноматериалов.
2. Проводниковые и резистивные материалы, их характеристики и свойства.
3. Низкотемпературная сверхпроводимость и сверхпроводящие материалы.
4. Пьезорезистивный эффект и его использование в изделиях микросистемной техники.
5. Магнитомягкие и магнитотвердые материалы, их основные характеристики и свойства.
6. Эффект гигантского магнитосопротивления в многослойных структурах и его использование в микро- и наносистемной технике.
7. Магнитострикционный эффект и его использование в изделиях микро- и наносистемной техники.
8. Изменение теплоемкости материалов при фазовых и структурных превращениях.
9. Тепловые свойства наноструктур.
10. Упругие и релаксационные свойства материалов.
11. Ползучесть материалов и влияние на нее размерного фактора.
12. Хрупкое и вязкое разрушение материалов.
13. Усталостные свойства наноматериалов.
14. Износостойкость материалов для микро- и наносистемной техники
VII. Учебно - методическое обеспечение дисциплины
а) основная рекомендуемая литература:
1.Материаловедение. Учебник для студентов втузов (под ред. Г.Г.Бондаренко). М., Высшая школа, 2007, 357 с.
2.Березин А.В., Кочкарева В.В., Костюкова Е.П. и др. Физико-механические свойства кристаллических структур. Учебное пособие. М..МГИУ, 2007, 310с.
3. Кормилицын О.П., Шукейло Ю.А. Механика материалов и структур нано- и микротехники. М., Изд. Центр «Академия», 2008, 224 с.
4. Гуртов В.А. Физика твердого тела для инженеров: Учебное пособие. – М.,Техносфера, 2007. – 520 с.
б) дополнительная литература:
1. Анциферов В.Н., Бездудный Ф.Ф., Бондаренко Г.Г. и др. Новые материалы ( под ред. Карабасова Ю.С.). М., МИСиС, 2002, 736 с.
2. Наноматериалы. Нанотехнологии. Наносистемная техника (под ред. П.П. Мальцева). М., Техносфера, 2006, 152 с.
3. Нано- и микросистемная техника. От исследований к разработкам. Сб. статей (под ред. П.П. Мальцева). М., Техносфера, 2005, 592 с.
4. Поздняков В.А. Физическое материаловедение наноструктурных материалов. Учебное пособие. М.,МГИУ,2007,424с.
5. Андриевский Р.А., Рагуля А.В. Наноструктурные материалы. Учеб. пособие для
студентов вузов. М., Издательский центр «Академия», 2005, 192 с.
6 Елисеев А.А., Лукашин А.В. Функциональные наноматериалы. М., Физматлит, 2010, 456с.
7. Реслер И., Хардерс Х., Бекер М. Механическое поведение конструкционных материалов (пер. с нем.). Учебное пособие. Долгопрудный, Изд.Дом «Интеллект, 2011, 504с.
8. Солнцев Ю.П., Пирайнен В.Ю., Вологжанина С.А. Материаловедение специальных отраслей машиностроения. Учебное пособие. СПб, Химиздат, 2007, 724с.
9. Новиков И.И., Золоторевский В.С., Портной В.К. и др. Металловедение. Учебник. В 2-х томах. М., МИСиС, 2009; т.1,496с.; т.2.,528 с.
10. Рыжонков Д.И., Лёвина В.В., Дзидзигури Э.Л. Наноматериалы. Учебное пособие. М., БИНОМ. Лаборатория знаний.2008,365с.
11. Байков Ю.А., Кузнецов В.М. Физика конденсированного состояния. Учебное пособие. М., БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011, 293 с.
в) учебно-методические материалы
1. Методические указания к лабораторной работе «Электрические свойства металлов и сплавов» (сост. Костин К.А.). М., МИЭМ, 2008, 22с.
2. Методические указания к лабораторной работе «Изучение влияния химического состава, обработки и условий испытаний на магнитные характеристики магнитно-мягких материалов)» (сост. Костин К.А.). М., МИЭМ, 2008, 19с.
3. Методические указания к лабораторной работе «Исследование влияния термической обработки на магнитные свойства магнитотвердого материала – викаллоя» (сост. Кадыкова Г.Н.). М., МИЭМ, 1989, 16 с.
4. Методические указания к лабораторной работе «Исследование влияния пластической деформации и последующего нагрева на структуру и свойства металлов и сплавов» (сост. Алешина С.А.). М., МИЭМ, 1994, 26 с.
5. Методические указания к работе «Нанесение тонких пленок в вакууме и измерение их параметров» (сост. Васильевский В.В., Куломзин Е.К., Фонапев Г.С.). М., МИЭМ, 1999, 9с.
6. Учебно-методическое пособие к работе «Испарение материалов в высоком вакууме» (сост. Петров В.С.). М., МИЭМ, 2011,12с.
7. Методические указания к работе «Анализ адсорбции, десорбции и миграции атомов на поверхности тугоплавких металлов методами автоэлектронной и автоионной микроскопии» (сост. Суворов А.Л.). М., МИЭМ, 1985, 21с.
5. Методические указания к работе «Измерение твердости материалов статическими методами» (сост. Костин К.А.). М. ,МИЭМ, 2011, 11 с.
г) рекомендуемая литература для самостоятельной работы
1. Акишин А.И., Бондаренко Г.Г., Быков Д.В. и др. Физика воздействия концентрированных потоков энергии на материалы. Учебник. М., УНЦ ДО МГУ, 2004, 418 с.
2. Паршин А.М., Тихонов А.Н., Бондаренко Г.Г. и др. Хрестоматия и специальные вопросы металловедения. СПб, изд-во СПбГТУ, 1998, 304 с.
3. Материаловедение и технология металлов. Учебник для студентов вузов (под ред. Г.П.Фетисова). 6-е изд. М.. Высшая школа, 2008, 877 с.
4.Удовиченко С.Ю. Пучково-плазменные технологии для модификации конструкционных материалов и создания наноматериалов. Учебное пособие. 2009, 100 с.
5. Готтштайн Г. Физико-химические основы материаловедения («Лучший зарубежный учебник», пер. с англ.). М., Бином, Лаборатория знаний, 2009,400с.
6. Уорден К. Новые интеллектуальные материалы и конструкции. Свойства и применение (пер. с англ.). М., Техносфера, 2006,224с.
7. Винтайкин Б.Е. Физика твердого тела. Учебное пособие. -2-е изд. М., МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2008, 360с.
8. Солнцев Ю.П., Пряхин Е.И. Нанотехнологии и специальные материалы. Учебное пособие. СПб, ХИМИЗДАТ, 2007, 176с.
9. Головин Ю.И. Введение в нанотехнику. М., Машиностроение, 2007, 496 с.
10. Штремель М.А. Прочность сплавов. Ч.II. Деформация. Учебник. М., МИСИС, 1997, 527 с.
11. Домбровский Ю.М. Физические свойства металлов и сплавов:Учебное пособие. – Ростов н/Д:Издательский центр ДГТУ, 2004. – 246 с.
12. Лившиц Б.Г., Крапошин В.С., Линецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов:Учебник. М., Металлургия, 1980, 320с.
13. Андреев В.М., Бронгулеева М.Н., Дацко С.Н., Яманова Л.В. Материалы микроэлектронной техники:Учебное пособие. М., Радио и связь, 1989, 352с.
14. Бобылев А.В. Механические и технологические свойства металлов. Справочник. М., Металлургия, 1987, 208 с.
15. Арзамасов Б.Н., Макарова В.И., Мухин Г.Г. и др. Материаловедение. Учебник для вузов.М., изд. МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2008, 648 с.
16. Материаловедение. Технология конструкционных материалов (под ред. В.С. Чередниченко). Учебное пособие для студентов вузов. М., Омега-Л, 2006, 752 с.
17. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М., ФИЗМАТЛИТ, 2005, 416 с.
18. Суздалев И.П. Физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. М., КомКнига, 2006, 592 с.
19. Минько Н.И., Строкова В.В., Жерновский И.В., Нарцев В.М. Методы получения и свойства нанообъектов. Учебное пособие. М., Флинта. Наука, 2009, 168 с.
VIII. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
- лаборатория изучения физико-механических свойств и структуры материалов кафедры «Материаловедение электронной техники». Перечень оборудования: установки для измерения твердости по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу, установка для измерения микротвердости ПМТ-3, лазерная установка ГОС-1001, прибор для измерения комплекса механических свойств материалов, микроскопы оптические; просвечивающий электронный микроскоп, эмиссионный электронный микроскоп, растровый электронный микроскоп EVO 40 “ZEISS” с рентгеновской приставкой для элементного анализа, сканирующий зондовый микроскоп СММ-2000, участок термической обработки; прибор для исследования теплопроводности материалов, проекционный телевизор с компьютерным управлением.
IX. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Лабораторная работа должна включать изучение теоретической части, методики проведения эксперимента, освоение измерительных средств, обработку и интерпретацию экспериментальных данных. В процессе лабораторного практикума необходимо по возможности создать условия для самостоятельного выполнения студентами лабораторных работ.
При проведении лабораторного занятия преподавателю рекомендуется:
- в начале занятия провести экспресс-опрос (устно или в тестовой форме) по теоретическому материалу, необходимому для выполнения работы;
- проверить планы выполнения лабораторных работ, подготовленные студентом дома;
- оценить работу студента в лаборатории (в частности активность и самостоятоятельность) и корректность полученныих им данных;
- проверить подготовленный по результатам работы отчет и принять защиту студентом теоретической и практической частей работы (при этом можно воспользоваться перечнем контрольных вопросов, приведенных в конце методических указаний к данной лабораторной работе).
Практические занятия предусматривают освоение экспериментального оборудования, элементарных приемов работы на нем и методик определения характеристик физико-механических свойств материалов. В некоторые практические занятия целесообразно включать элементы научных исследований, которые потребуют углубленной самостоятельной проработки теоретического материала.