Поиск в базе сайта:
Программа дисциплины Физико-механические свойства материалов для направления 210100. 68 \"Электроника и наноэлектроника\" подготовки магистра для магистерской icon

Программа дисциплины Физико-механические свойства материалов для направления 210100. 68 "Электроника и наноэлектроника" подготовки магистра для магистерской




Скачать 178.46 Kb.
НазваниеПрограмма дисциплины Физико-механические свойства материалов для направления 210100. 68 "Электроника и наноэлектроника" подготовки магистра для магистерской
Дата конвертации23.01.2013
Вес178.46 Kb.
КатегорияПрограмма дисциплины


Правительство Российской Федерации


Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"



Московский институт электроники и математики Национального

исследовательского университета "Высшая школа экономики"


Факультет электроники и телекоммуникаций


Программа дисциплины

Физико-механические свойства материалов для направления 210100.68 "Электроника и наноэлектроника" подготовки магистра

для магистерской программы "Материалы для микро- и наноэлектроники"


Автор программы:

Бондаренко Г.Г., д.ф.-м.н.,профессор, gbondarenko@hse.ru


Одобрена на заседании кафедры «Микросистемная техника, материаловедение и технологии» «___»____________ 2012 г


Зав. кафедрой:

В.П.Кулагин


Рекомендована секцией УМС [Введите название секции УМС] «___»____________ 20 г

Председатель [Введите И.О. Фамилия]


Утверждена УС факультета [Введите название факультета] «___»_____________20 г.

Ученый секретарь [Введите И.О. Фамилия] ________________________ [подпись]


Москва, 2012

^ Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.


1. Цели и задачи дисциплины:

Целью дисциплины «Физико-механические свойства материалов» является углубление магистрантами знаний об атомных механизмах прочностных и деформационных процессов в материалах, а также природе факторов, влияющих на эти процессы.

Задачами дисциплины являются:

- изучение магистрантами основных физических явлений, связанных с прочностью и пластичностью материалов;

- получение представлений о физических механизмах протекающих процессов;

- получение сведений, необходимых для решения прикладных задач, связанных с явлениями прочности и пластичности, при исследовании и разработке материалов с улучшенными физико-механическими свойствами (прочностными, пластическими, релаксационными и др.) и повышенной эксплуатационной надежностью.

^ 2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры:

Дисциплина «Физико-механические свойства материалов» относится к вариативной части профессионального цикла (М 2В).

Дисциплина требует наличия у магистра знаний, умений и навыков, полученных в ходе изучения в бакалавриате дисциплин «Физика», «Основы кристаллографии», «Кристаллофизика», «Прикладная механика», «Физика конденсированного состояния», «Физическое материаловедение». Для изучения дисциплины магистрант должен обладать следующими компетенциями:

  • ОК-1 – способность совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень;

  • ОК-2 – способность к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности.

^ 3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

  • ПК-1 – способность использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин ООП магистратуры;

  • ПК-3 – способность понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения.

В результате изучения дисциплины магистр должен:

Знать: основные физико-механические характеристики материалов, принципы и закономерности их изменения в зависимости от химического и фазового составов, температуры, скорости внешнего воздействия и т.д.

Уметь: предсказать изменения физико-механических свойств и структуры материалов под действием различных внешних факторов, проводить анализ экспериментальных данных, давать рекомендации по улучшению эксплуатационных свойств материалов.

Владеть: основными методами определения механических и тепловых характеристик материалов, методами анализа и выбора вида и режимов обработки материалов для улучшения их физико-механических свойств.


^ 4. Объем дисциплины и виды учебной работы


Вид учебной работы


Всего часов / зачетных единиц

Семестры

3




-

Общая трудоемкость дисциплины

108 / 3

108 / 3







^ Аудиторные занятия (всего)

36 / 1

72 / 2







В том числе:

-

-







Лекции

18/0,5

18/0,5







Практические занятия (ПЗ)

18/0,5

18/0,5







Семинары (С)













Лабораторные работы (ЛР)













^ Самостоятельная работа (всего)

72 / 2

72 / 2







В том числе:

-

-







Курсовая работа

-

-







Расчетно-графические работы

-

-







Реферат

18/0,5

18/0,5







^ Другие виды самостоятельной работы

54/1,5

54/1,5










-

-







Промежуточная аттестация (зачет)

+

+







Общая трудоемкость часы

зачетные единицы

108

108







3

3








^ 5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины


№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

11.

Механические характеристики материалов и методы их определения

Основные механические характеристики материалов - предел пропорциональности, предел упругости, предел прочности, относительное удлинение, поперечное сужение, ударная вязкость и др. Диаграмма «напряжение – деформация». Методы определения механических характеристик материалов при статических и динамических испытаниях. Предел текучести и влияние на него различных факторов.

22
^
Упругие и релаксационные свойства материалов.




Упругость, модули упругости. Закон Гука. Влияние различных факторов на модули упругости. Релаксационные свойства - упругое последействие и релаксация напряжений. Внутреннее трение - амплитуднозависимое и амплитуднонезависимое. Пик Бордони. Теория Гранато-Люкке. Эффект Баушингера. Значение релаксационных явлений.

33

Пластичность. Физические основы пластической деформации.

Текучесть. Площадка текучести и «зуб» текучести. Прерывистая текучесть. Закон Коттрелла-Стокса. Эффект Хаазена-Келли. Пластическая деформация скольжением. Системы скольжения. Механизм пластической деформации скольжением. Скольжение как процесс движения дислокаций. Пластическая деформация двойникованием. Дислокационный механизм двойникования. Деформации изгиба и кручения. Сбросообразование. Полосы деформации. Особенности пластической деформации поликристаллических материалов. Соотношение Холла-Петча. Пилообразная деформация (эффект Портевена-Ле Шателье).

44
^
Прочность и жаропрочность
Жаропрочные сплавы. Ползучесть. Анализ кривых ползучести. Предел ползучести. Неупругая ползучесть (обратимая ползучесть). Низкотемпературная ползучесть (логарифмическая ползучесть). Теория логарифмической ползучести. Высокотемпературная ползучесть. Зависимость установившейся ползучести от температуры и напряжения. Диффузионная ползучесть. Ползучесть Набарро-Херринга. Ползучесть Кобла. Разрушение при ползучести. Длительная прочность. Испытания на ползучесть и длительную прочность. Способы повышения сопротивления ползучести.

55
^
Разрушение материалов
Виды разрушения материалов. Хрупкое разрушение. Феноменологические теории хрупкого разрушения - Гриффитса, Ирвина-Орована. Дислокационные модели зарождения трещин. Ударная вязкость. Трещиностойкость. Переход от хрупкого разрушения к вязкому. Вязкое разрушение. Влияние различных факторов на процесс разрушения. Водородная хрупкость 1-го и 2-го рода. Замедленное разрушение. Хладноломкость. Природа хладноломкости материалов, строение изломов. Порог хладноломкости.

66
^
Усталость материалов
Понятие об усталости материалов. Диаграммы усталости. Предел усталости. Выносливость, предел выносливости. Циклическая вязкость разрушения. Коэффициент интенсивности напряжений. Физические параметры, оказывающие влияние на усталость: амплитуда напряжения, системы нагружения, концентраторы напряжений,температура, частота циклирования, амплитуда деформации, размер зерна, влияние химических процессов. Теория усталости. Гистерезис при усталости. Усталостное разрушение. Образование и распространение усталостных трещин. Особенности микроструктурных изменений в материалах при усталости. Экструзии и интрузии, дислокационные механизмы их образования. Термическая усталость. Контактная усталость. Способы повышения усталостной прочности. Усталостные свойства наноматериалов.



^ 5.2. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

ЛЛекц.


Практ.

зан.

ССемин.

Самост. работа

Всего

11

Механические характеристики материалов и методы их определения

42


4





6


12

22
^
Упругие и релаксационные свойства материалов.

44


-





10


12

33

Пластичность. Физические основы пластической деформации.

44


6





18


28

44
^
Прочность и жаропрочность

44


8





18


30

55
^
Разрушение материалов

42


-





14


18

66
^
Усталость материалов

22


-





6


8


6. Практические занятия:

№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование практических лабораторных занятий

Трудо-емкость

(часы /зачетные единицы)

1.

1

Измерение твердости материалов статическими методами

4

2.

1

Изучение влияния пластической деформации и последующего нагрева на структуру и свойства металлов и сплавов

6

3.

1

Изучение деформационного упрочнения кристаллических материалов

4

4.

1

Лазерное упрочнение металлических материалов

4


^ 7. Примерная тематика курсовых работ:

Не предусмотрены

8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная 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. Гуртов В.А. Физика твердого тела для инженеров: Учебное пособие. – М.: изд. «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) программное обеспечение:

Интернет-браузер Internet Explorer или Mozilla Firefox

г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы:

Не используются.

д) 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, Ростов-на-Дону, изд.центр ДГТУ,2004,246с.

12.Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М., ФИЗМАТЛИТ, 2005, 416 с.

13. Бобылев А.В. Механические и технологические свойства металлов. Справочник. М., Металлургия, 1987, 208 с.

14. 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.

е) учебно-методические материалы:

- методические указания к лабораторной работе «Измерение твердости материалов статическими методами» (сост. Костин К.А.). М. ,МИЭМ, 2005, 10 с.

- методические указания к лабораторной работе «Исследование влияния пластической деформации и рекристаллизационного отжига на структуру и свойства металлов и сплавов» (сост. Алешина С.А.). М. ,МИЭМ, 1994, 18 с.

- методические указания к лабораторной работе «Изучение деформационного упрочнения кристаллических материалов» (сост. Бондаренко Г.Г.). М. ,МИЭМ, 1987, 16 с.

- методические указания к лабораторной работе «Лазерное упрочнение металлических материалов» (сост. Бондаренко Г.Г.). М. ,МИЭМ, 1991, 8 с.

^ 9. 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.

^ 10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

В интерактивных формах проводятся 18 часов практических занятий. Практические занятия предусматривают закрепление и углубление лекционного материала, теоретической части курса. В качестве оценочного средства для контроля успеваемости проводится написание магистрантами рефератов по заданным преподавателем темам с последующим обсуждением, которое проходит в форме конференции.

При проведении практических занятий необходимо создать условия для максимально самостоятельного выполнения работ. Поэтому при проведении практического лабораторного занятия преподавателю рекомендуется:

- провести экспресс-опрос по теоретическому материалу, необходимому для выполнения работы;

- осуществлять контроль за выполнением работы и получением данных магистрантом;

- проверить подготовленный по результатам работы отчет и принять защиту магистрантом теоретической и практической частей работы.

Практическая работа должна включать глубокую самостоятельную проработку теоретического материала по теме занятия, изучение методик проведения эксперимента, освоение измерительных средств, обработку и интерпретацию экспериментальных данных.

Внеаудиторная самостоятельная работа направлена на глубокое изучение дисциплины по списку обязательной и дополнительной литературы, а также списку рекомендуемой литературы для самостоятельной работы, включает в себя всестороннюю проработку теоретических разделов курса, подготовку к выполнению и защите практических лабораторных работ, контрольным опросам по материалам лекций.


Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 210100.68 – Электроника и наноэлектроника (магистерская программа «Материалы для микро- и наноэлектроники».


Программу составил: Бондаренко Г.Г., д.ф.-м.н., проф.


Настоящая рабочая программа рассмотрена на заседании (методическом семинаре) кафедры «___»____________ 2012 г. протокол № ___ и рекомендована к применению в учебном процессе.


Зав. кафедрой

«Микросистемная техника, материаловедение

и технологии» ____________проф., д.т.н. Кулагин В.П. «____»____________2012г.


Срок действия программы продлен на:


20__/20__ уч.год_______________________________________.

(подпись зав. кафедрой)

20__/20__ уч.год_______________________________________.

(подпись зав. кафедрой)



Похожие:




©fs.nashaucheba.ru НашаУчеба.РУ
При копировании материала укажите ссылку.
свазаться с администрацией