МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
Высшего образования
«Сибирский федеральный университет»
УТВЕРЖДАЮ
Директор _Политехнического
института CФУ
_________/_ Е.А. Бойко__/
«____» ___________2016 г.
Рабочая ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина Б1.В.ДВ.1. «Наноматериалы и нанотехнологии в машиностроении»
(наименование дисциплины в соответствии с ФГОС ВПО и учебным планом)
Направление 15.04.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»
(номер и наименование направления, специальности)
Направленность (профиль) 15.04.05.05. «Технологии и оборудование машиностроения»
Институт Политехнический
Факультет __ Механико - технологический ______________________________
Кафедра _ «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств». _
Красноярск
Рабочая Программа Дисциплины
«Наноматериалы и нанотехнологии в машиностроении»
составлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по укрупненной группе – «Машиностроение». _
(указывается номер и наименование укрупненной группы)
направления 15.04.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств». _
(указывается номер и наименование направления (специальности)
Направленность (профиль): 15.04.05.05 «Технологии и оборудование машиностроения»
Программу составил: доцент кафедры КТОМСП Гордеев Ю.И.
(должность, фамилия, и. о., подпись)
Заведующий кафедрой КТОМСП Г оловин М.П. _
(фамилия, и. о., подпись)
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств
(наименование кафедры)
«____»_____________2016 г. протокол № _______________________
Заведующий кафедрой Головин М.П. _
(фамилия, и. о., подпись)
)
Дополнения и изменения в рабочей программе на 20 __/20__ учебный год.
В рабочую программу вносятся следующие изменения: ______________
___________________________________________________________________
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры КТОМСП
«____» ______________ 201___ г. протокол № _____________
Заведующий кафедрой Головин М.П. _____________________________________
(фамилия, и.о., подпись)
Внесенные изменения утверждаю:
Директор Политехнического института СФУ Е.А. Бойко
(фамилия, и.о., подпись)
Цели и задачи изучения дисциплины
Цель преподавания дисциплины
Дисциплина «Наноматериалы и нанотехнологии в машиностроении» является одной из основных специальных дисциплин при подготовке магистров по направлению 15.04.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств». Это дисциплина профессионального цикла из числа базовых дисциплин основной образовательной программы, обеспечивающих конструкторскую и технологическую подготовку магистра и формирующих соответствие подготовки выпускников их компетентностной, квалификационной характеристике.
Цель преподавания дисциплины – овладение студентами знаниями и умениями в теории и практике расчета, проектирования, прогнозирования свойств, оптимизации технологических режимов изготовления наноструктурированных и композиционных материалов и изделий на их основе различного назначения, грамотного построения технологических процессов формообразования в целом и, в конечном итоге, обеспечения и управления качеством готовых деталей и изделий.
Задачи изучения дисциплины
Процессы формообразования деталей и изделий машиностроения из наноструктурированных материалов являются одним из наиболее перспективных направлений в материалообработке. В связи с этим овладение знаниями и умениями в теории и практике конструирования, расчета, прогнозирования структуры и свойств наноматериалов и изделий на их основе является необходимым условием для грамотного построения технологических процессов в целом, оптимизации конструктивного исполнения отдельных узлов, деталей и механизмов из КМ, повышения их технико-экономических показателей качества, материалоемкости, прочности, надежности, долговечности, эксплуатационных параметров, обеспечения и управления качеством готового изделия. Изучение дисциплины базируется на разделах предшествующих естественно-научных и общепрофессиональных дисциплин.
В результате изучения дисциплины магистр должен иметь представления о физических и тепловых процессах при формировании структуры и свойств наноструктурированных материалов, должен уметь: целенаправленно изменять и устанавливать функциональных связи и закономерности между параметрами структуры и конечными физико-механическими, прочностными и эксплуатационными свойствами изделия, освоить методы и примеры решения инженерных задач в этой области (обработка резанием), что является необходимым условием для грамотного решения задач в смежных областях и последующих далее по учебному плану дисциплин.:
Обострение конкуренции в рыночных отношениях требует от производителей повышения эффективности производства, сокращения сроков создания изделия, повышения его качества и надежности путем выработки новых стратегических ориентиров и применения оптимальных решений в организации и функционировании производственной среды на предприятиях, самых разных отраслей промышленности, использующих современное оборудование, детали и изделия на основе наноструктурированных материалов с высокой удельной прочностью, а значит пониженной материалоемкостью и уникальными эксплуатационными характеристиками недостижимыми при использовании традиционных материалов (сталей и сплавов).
Повышение эффективности конструкций, деталей и машин в значительной степени зависит от материала, используемого для их изготовления (твердости, прочности, теплостойкости, ударной вязкости и др.). Это требует совершенствования методов конструирования материалов и изделий сложной формы, анизотропии структуры и свойств, получения материалов с высокой удельной прочностью, повышенной эксплуатационной стойкостью, низкой материалоемкостью, использования новых технологий производства изделий из сверхпрочных композиционных материалов и т.д.
В связис использованием современных методов формообразования, автоматизированного, обладающими большими технологическими возможностями металлообрабатывающего станочного оборудования, повышенными требованиями к производительности и надежности обработки резанием, обработкой жаропрочных и труднообрабатываемых материалов с высокой твердостью, ужесточаются и требования к условиям эксплуатации режущего инструмента и его стойкости. Необходимым комплексом свойств обладают только композиты инструментального назначения на основе твердых сплавов и сверхтвердых композитов нового поколения (субмикронных и наноструктурированных).
В конечном итоге грамотное, осознанное построение всего аппаратурно-технологического цикла процессов формообразования композитов с использованием наноматериалов и современных CAD/CAM, CALS технологий обеспечивает высокий уровень качества (размеров, точности обработки формы, шероховатости и др.) и существенно повышает технико-экономический уровень показателей надежности, долговечности, удельной прочности, материалоемкости, технологичности изделий из композиционных материалов.
В соответствии с требованиями ФГОС ВПО, в результате изучения дисциплины магистр должен знать:
- методы формообразования, обеспечение требуемых структурных параметров, прочностных и эксплуатационных свойств материалам и изделиям из КМ;
- конструктивные элементы и исполнение КМ;
- факторы, влияющие на точность и качество, эксплуатационные свойства КМ;
- технологические характеристики и экономические показатели лучших отечественных и зарубежных изделий из КМ, области их применения, преимущественные отличия от традиционных материалов, полученных с использованием металлургического передела и приданием требуемых размеров обработкой резанием;
- характеристики основных композиционных материалов;
- основные направления и методы повышения стойкости и рациональной эксплуатации КМ.
уметь:
- назначать методы обработки и формования материалов для изготовления композиционных материалов и изделий;
- назначать материал и геометрию структуры КМ;
- назначить и рассчитать оптимальные технологические режимы изготовления КМ;
- работать на основных приборах для испытания и контроля композиционных материалов и изделий из них;
- выбирать оптимальные варианты технологических и конструктивных решений;
- целенаправленно изменять и устанавливать функциональные связи и закономерности между параметрами процессов изготовления КМ и конечными свойствами изделий.
После изучения дисциплины «Наноматериалы и нанотехнологии в машиностроении», используя полученные знания при изучении других дисциплин профессионального цикла магистр в соответствии с целями основной образовательной программы и задачами профессиональной деятельности, указанными в ФГОС ВПО, должен обладать следующими компетенциями:
- готовностью к саморазвитию, самореализации, использованию творческого потенциала (ОК-3).
- способностью формулировать цели и задачи исследования в области конструкторско-технологической подготовки машиностроительных производств, выявлять приоритеты решения задач, выбирать и создавать критерии оценки (ОПК-1);
- способностью применять современные методы исследования, оценивать и представлять результаты выполненной работы (ОПК-2);
- компетенциями, соответствующими виду (видам) профессиональной деятельности, на который (которые) ориентирована программа магистратуры: проектно-конструкторская деятельность: способностью формулировать цели проекта (программы), задач при заданных критериях, целевых функциях, ограничениях, строить структуру их взаимосвязей, разрабатывать технические задания на создание новых эффективных технологий изготовления машиностроительных изделий, производств различного служебного назначения, средства и системы их инструментального, метрологического, диагностического и управленческого обеспечения, на модернизацию и автоматизацию действующих в машиностроении производственных и технологических процессов и производств, средства и системы, необходимые для реализации модернизации и автоматизации, определять приоритеты решений задач (ПК-1);
- способностью участвовать в разработке проектов машиностроительных изделий и производств с учетом технологических, конструкторских, эксплуатационных, эстетических, экономических и управленческих параметров, разрабатывать обобщенные варианты решения проектных задач, анализировать и выбирать оптимальные решения, прогнозировать их последствия, планировать реализацию проектов, проводить патентные исследования, обеспечивающие чистоту и патентоспособность новых проектных решений и определять показатели технического уровня проектируемых процессов машиностроительных производств и изделий различного служебного назначения (ПК-2);
- способностью выбирать и эффективно использовать материалы, оборудование, инструменты, технологическую оснастку, средства автоматизации, контроля, диагностики, управления, алгоритмы и программы выбора и расчета параметров технологических процессов, технических и эксплуатационных характеристик машиностроительных производств, а также средства для реализации производственных и технологических процессов изготовления машиностроительной продукции (ПК-6);
- способностью организовывать и эффективно осуществлять контроль качества материалов, средств технологического оснащения, технологических процессов, готовой продукции, разрабатывать мероприятия по обеспечению необходимой надежности элементов машиностроительных производств при изменении действия внешних факторов, снижающих эффективность их функционирования, планировать мероприятия по постоянному улучшению качества машиностроительной продукции (ПК-7);
- способностью проводить анализ состояния и динамики функционирования машиностроительных производств и их элементов с использованием надлежащих современных методов и средств анализа, участвовать в разработке методик и программ испытаний изделий, элементов машиностроительных производств, осуществлять метрологическую поверку основных средств измерения показателей качества выпускаемой продукции, проводить исследования появления брака в производстве и разрабатывать мероприятия по его сокращению и устранению (ПК-8);
- способностью выполнять контроль за испытанием готовых изделий, средствами и системами машиностроительных производств, поступающими на предприятие материальными ресурсами, внедрением современных технологий, методов проектирования, автоматизации и управления производством, жизненным циклом продукции и ее качеством, оценивать производственные и непроизводственные затраты на обеспечение качества (ПК-12);
- научно-исследовательская деятельность: способностью осознавать основные проблемы своей предметной области, при решении которых возникает необходимость в сложных задачах выбора, требующих использования современных научных методов исследования, ориентироваться в постановке задач и определять пути поиска и средства их решения, применять знания о современных методах исследования, ставить и решать прикладные исследовательские задачи (ПК-15);
- способностью проводить научные эксперименты, оценивать результаты исследований, сравнивать новые экспериментальные данные с данными принятых моделей для проверки их адекватности и при необходимости предлагать изменения для улучшения моделей, выполнять математическое моделирование процессов, средств и систем машиностроительных производств с использованием современных технологий проведения научных исследований, разрабатывать теоретические модели, позволяющие исследовать качество выпускаемых изделий, технологических процессов, средств и систем машиностроительных производств (ПК-16);
- способностью использовать научные результаты и известные научные методы и способы для решения новых научных и технических проблем, проблемно-ориентированные методы анализа, синтеза и оптимизации конструкторско-технологической подготовки машиностроительных производств, разрабатывать их алгоритмическое и программное обеспечение (ПК-17);
- способностью разрабатывать методики, рабочие планы и программы проведения научных исследований и перспективных технических разработок, готовить отдельные задания для исполнителей, научно-технические отчеты, обзоры и публикации по результатам выполненных исследований, управлять результатами научно-исследовательской деятельности и коммерциализации прав на объекты интеллектуальной собственности, осуществлять ее фиксацию и защиту, оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной научно-исследовательской работы (ПК-18);
- способностью к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с основной образовательной программой магистратуры) (ПК-19);
- способностью применять на практике современные методы и средства определения эксплуатационных характеристик элементов машиностроительных производств и средств программного обеспечения, сертификационных испытаний изделий, выбирать методы и средства измерения, участвовать в организации диагностики технологических процессов, оборудования средств и систем управления машиностроительных производств (ПК-23);
Межпредметная связь
Изучение дисциплины базируется на разделах предшествующих дисциплин математического, естественнонаучного и профессионального циклов.
Для успешного усвоения курса необходимо предшествующее изучение студентами следующих учебных дисциплин:
- Математика;
- Метрология, стандартизация и сертификация;
- Технология конструкционных материалов;
- Материаловедение;
- Информационные технологии;
- Прикладные компьютерные программы;
- Основы САПР;
- Применение ЭВМ в инженерных расчетах;
- Информационное обеспечение и базы данных;
- Сети ЭВМ и средства коммуникаций;
- Основы проектирования продукции;
- Теоретическая механика;
- Физика;
- Техническая механика и др.
Данная дисциплина является одной из первых профессионального цикла прикладных дисциплин основной образовательной программы обеспечивающих технологическую подготовку магистров и формирующих соответствие подготовки выпускников их квалификационной характеристике.
Знания, умения и навыки, полученные при изучении дисциплины «Наноматериалы и нанотехнологии в машиностроении» необходимы для успешного освоения магистрами учебных дисциплин профессионального цикла определяющих профессиональные компетенции. Это является необходимым условием для грамотного решения задач в смежных областях и дисциплинах:
Основные межпредметные связи приведены в таблице 1.1.
| Наименование дисциплины | Раздел | Тема |
| Информатика | Понятие информации; технические и программные средства реализации информационных процессов; базы данных; программное обеспечение и технологии программирования. | Модели решения функциональных и вычислительных задач; алгоритмизация и программирование; языки программирования высокого уровня. Описание системы и языка программирования в различных средах. Функции, процедуры и массивы. Алгоритмы. Процессы сбора, передачи, обработки и накопления информации. |
| Математика | Аналитическая геометрия и линейная алгебра; последовательности и ряды; дифференциальное и интегральное исчисления; векторный анализ. Теория вероятностей и математическая статистика. | Методы оптимизации. Численные методы. Матрицы. Вероятность и статистика: случайные процессы статистическое оценивание и проверка гипотез, статистические методы обработки экспериментальных данных. Вариационное исчисление и оптимальное управление. |
| Физика | Механика | Сила. Работа. Энергия. Напряжение, деформация. |
| Материаловедение. | Структура и свойства конструкционных и инструментальных материалов. Структура и свойства композиционных материалов. | Строение металлических материалов. упругая и пластическая деформация. Диффузия. Теория и технология термической обработки. Марки конструкционных материалов. Физико-механические свойства конструкционных материалов. Стали и сплавы. Инструментальные материалы. |
| Технология конструкционных материалов. | Технологические методы получения заготовок и производства деталей машин.. | Технологии литейного производства. Методы и технологии обработки металлов давлением. Сварочные технологии. Электрохимические и электрофизические методы обработки. Термическая обработка. |
| Теоретическая механика | Кинематика Динамика | Понятие о силовом поле. Система сил. Вращение твердого тела. |
| Техническая механика | Растяжение, сжатие, кручение, изгиб, срез | Напряжение. Деформация. Прочность. Расчет на прочность и жесткость. |
| САПР РИ САПР ТП Основы САПР | ||
| Прикладные компьютерные программы Применение ЭВМ в инженерных расчетах | ||
| Информационные технологии Информационное обеспечение и базы данных | ||
| Метрология, стандартизация и сертификация. | Теоретические основы метрологии. Точность деталей, узлов и механизмов. | Основные понятия, связанные с объектами измерения. Основные понятия, связанные со средствами измерения (СИ), отклонения, допуски и посадки, размерные цепи и методы их расчета; расчет точности кинематических цепей; нормирование микронеровностей деталей; контроль геометрической и кинематической точности деталей узлов и механизмов. |
| Технологическое оборудование машиностроительных производств. | Металлорежущие станки. Кинематика станков, компоновка. Эксплуатация станочного оборудования. | Классификация металлорежущих станков. Основные узлы и кинематические схемы станков. Типы и технологические возможности станков для изготовления типовых деталей. |
| Экономика и управление машиностроительным производством | Себестоимость изделия. Методы оптимизации технологических процессов | Себестоимость машины. Расчет составляющих элементов себестоимости. Методика обоснования оптимальных вариантов технических и технологических решений. |
| Основы технологии машиностроения | Связи в машине и производственном процессе ее изготовления Построение системы множеств связей свойств материалов и размерных связей в процессе проектирования машины Информационное обеспечение производственного процесса Основы разработки технологического процесса изготовления машины | Обеспечение требуемых свойств материала детали в процессе изготовления. Обеспечение требуемой точности формы, размеров и относительного положения детали в процессе изготовления. Основы технического нормирования. Пути сокращения затрат времени на выполнение операции.. Формирование операций из переходов, выбор оборудования и нормирование. Оформление технологической документации. |
| Технология автоматизированного машиностроения | Технология производства деталей машин | Технология изготовления деталей типа «тела вращения», корпусных деталей, зубчатых колес и др. |
| Технологическая оснастка | Погрешность установки заготовки в приспособлении | Методика расчета погрешности установки для различных конструктивных типов деталей и технологических схем установки. |
2. Объем дисциплины (модуля)
| Вид учебной работы | Всего зачетных единиц (часов) | Семестр А |
| Общая трудоемкость дисциплины | 4(144) | 4(144) |
| Контактная работа с преподавателем: | 2(72) | 2(72) |
| Занятия лекционного типа | 0,5(18) | 0,5(18) |
| Занятия семинарского типа | ||
| В том числе: семинары | ||
| практические занятия | 0,5(18) | 0,5(18) |
| Практикумы | - | - |
| лабораторные работы | ||
| другие виды контактной работы | - | - |
| промежуточный контроль | - | - |
| Самостоятельная работа обучающихся: | 2(72) | 2(72) |
| изучение теоретического курса (ТО) | 1,0(36) | 1,0(36) |
| курсовой проект: | - | - |
| Расчетно-графические задания, задачи (РГЗ) | 1,0(36) | 1,0(36) |
| Реферат, эссе (Р) | ||
| Курсовое проектирование | - | |
| Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | Экзамен |
Содержание дисциплины (модуля)
Разделы дисциплины и виды занятий (тематический план занятий)
Таблица 3.1.
| № п/п | Модули, темы (разделы) дисциплины | Занятия лекционного типа (зачетные единицы акад.часы) | Занятия семинарского типа ПЗ зачетные единицы (часы) ЛР зачет-ные еди-ницы (часы) | Самосто-ятельная работа зачетные единицы (акад. часы) | Формируемые компетенции | |
| Практические занятия (акад.часы) | Лабораторные работы (акад.часы) | |||||
| Раздел 1 Введение в нанотехнологию. Общие понятия и определения; характеристики наночастиц: дисперсность, формы частиц, удельная поверхность, насыпная масса. Технологические свойства наночастиц. | 0,055(2) | 0,0275(1) | 0,165(6) | ОК-3 ОПК-1 ПК-6 | ||
| Раздел 2 Основные методы получения нанопорошков: газофазный синтез, плазмохимический синтез, осаждение из коллоидных растворов, термическое разложение и восстановление, механосинтез, электровзрыв. | 0,0055(2) | 0,055(2) | - | 0,11(4) | ПК-7 ОК-3 ПК-8 | |
| Раздел 3 Особенности объемных наноструктурных материалов. Роль границ зерен. Роль свободных и внутренних поверхностей. Условия формирования наноструктуры материала. Агломераты наночастиц. Микро и макроструктура порошкового компакта. | 0,055(2) | - | 0,11(4) | ОПК-2 ПК-8 ПК-15 ПК-16 | ||
| Раздел 4.Конструирование и технология изготовления объёмных наноструктурных материалов и изделий. Изучение их эксплуатационных характеристик. | 0,055(2) | - | 0,11(4) | ОК-1 ПК-2 ПК-6 ПК-12 ПК-16 | ||
| Раздел 5. Технологические процессы изготовления объёмных наноструктурных материалов. Порошковые технологии компактирования материалов. Методы формования порошков с равномерным распределением плотности прессовки. Холодное и горячее прессование порошков. Конструкциипресс-форм и требования, предъявляемые к ним. Трение в порошковом компакте и градиенты плотности в нѐм. | - | 0,055(2) | 0,11(4) | ПК-2 ПК-6 ПК-15 ПК-17 | ||
| Раздел 6. Особенности формования нанопорошков. Распределение давления и плотности по объему прессовки. Оптимизация уравнения прессования. | 0,055(2) | 0,11(4) | ОК-1 ОПК-1 ПК-6 ПК-8 ПК-18 | |||
| Раздел 7. Дисперсноупрочненные композиционные материалы (ДКМ). Методы получения ДКМ на основе алюминия, никеля, хрома, молибдена, вольфрама, титана, серебра. Области применения, свойства. | 0,055(2) | 0,11(4) | ОПК-1 ПК-2 ПК-6 ПК-8 | |||
| Раздел 8.Псевдосплавы. Методы получения. Псевдосплавы на основе железа, вольфрама и молибдена, никеля, титана. Электроконтактные псевдосплавы. Области применения, свойства. | 0,055(2) | 0,055(2) | 0,11(4) | ОПК-1 ПК-2 ПК-6 ПК-8 | ||
| Раздел 9. Спекание в атмосфере. Спекание в вакууме. Технология. Оборудование. Преимущества и недостатки. | 0,055(2) | 0,055(2) | 0,11(4) | ОПК-2 ПК-6 ПК-8 | ||
| Раздел 10. Методика и аппаратура научных исследований физико-механических свойств объёмных наноструктурных материалов (прочности, твердости HV, HB, HRC, трещиностойкости К1с ) | 0,055(2) | - | - | 0,11(4) | ОПК-2 ПК-16 ПК-17 ПК-18 ПК-19 | |
| Раздел 11. Технология получения дисперсноупрочненных керамических и твердосплавных материалов для изготовления режущего инструмента. Влияние нанодисперсных добавок в СОЖ на качество обрабатываемой поверхности. | - | 0,055(2) | - | 0,11(4) | ОПК-2 ПК-11 ПК-6 | |
| Раздел 12. Перспективные направления применения наноструктурированных композиционных материалов. Композиты конструкционного и антифрикционного назначения матричнонаполненные волокнами и упрочняющими добавками. Области применения. | 0,055(2) | - | - | 0,1375(5) | ОК-1 ОПК-2 ПК-6 ПК-15 |
Занятия лекционного типа
| № п/п | № раздела дисциплины | Наименование занятий | Объем в акад. часах | |
| всего | в том числе в инновационной форме | |||
| 1. | РАЗДЕЛ 1. | Введение в нанотехнологию. Общие понятия и определения; характеристики наночастиц: дисперсность, формы частиц, удельная поверхность, насыпная масса. Технологические свойства наночастиц. | ||
| 2. | РАЗДЕЛ 2. | Основные методы получения нанопорошков: газофазный синтез, плазмохимический синтез, осаждение из коллоидных растворов, термическое разложение и восстановление, механосинтез, электровзрыв. | ||
| 3. | РАЗДЕЛ 3. | Особенности объемных наноструктурных материалов. Роль границ зерен. Роль свободных и внутренних поверхностей. Условия формирования наноструктуры материала. Агломераты наночастиц. Микро и макроструктура порошкового компакта. | - | - |
| 4. | РАЗДЕЛ 4. | Конструкции прессовой оснастки для формования нанопорошков и оборудование форм и требования, для консолидации при спекании. Технологические проблемы при консолидации в порошковом компакте и градиенты плотности в нѐм. | ||
| 5. | РАЗДЕЛ 5. | Технологические процессы изготовления объёмных наноструктурных материалов. Порошковые технологии компактирования материалов. Методы формования порошков с равномерным распределением плотности прессовки. Холодное и горячее прессование порошков. | ||
| 6. | РАЗДЕЛ 6. | Особенности формования нанопорошков. Распределение давления и плотности по объему прессовки. Оптимизация уравнения прессования. | - | - |
| 7. | РАЗДЕЛ 7. | Дисперсноупрочненные композиционные материалы. Методы получения ДКМ на основе алюминия, никеля, хрома, молибдена, вольфрама, серебра. Области применения, свойства. | ||
| 8. | РАЗДЕЛ 8. | Псевдосплавы. Методы получения. Псевдосплавы на основе железа, вольфрама и молибдена, никеля, титана. Электроконтактные псевдосплавы. Области применения, свойства. | ||
| 9. | РАЗДЕЛ 9. | Спекание в атмосфере. Спекание в вакууме. Технология. Оборудование. Преимущества и недостатки. | ||
| 10. | РАЗДЕЛ 10. | Полимерные композиционные материалы. Методы получения ПКМ. Углепластики, органопластики, боропластики матричнонаполненные вискерсами и нановолокнами. Области применения, свойства. | ||
| 11. | РАЗДЕЛ 11. | Твердосплавные инструментальные композиты. Расчет, моделирование структуры и свойств. | - | - |
| 12. | РАЗДЕЛ 12. | Перспективные направления применения композиционных материалов. Наноструктурированные композиционные материалы. |
Практические занятия
Цель выполнения практических занятий по курсу: практическое освоение технологических методов изготовления КМ и конструкций, деталей машин из КМ; приобретение навыков экспериментальной работы; овладение методикой обработки экспериментальных данных.
Объем практических занятий составляет 0,5 зачетных единиц (18 часов).
| № п/п | № раздела дисциплины | Наименование занятий | Объем в акад. часах | |
| всего | в том числе в инновационной форме | |||
| 1. | Раздел 1 | Изучение технологических характеристик наночастиц: дисперсность, форма частиц, удельная поверхность, насыпная масса.. | ||
| 2. | Раздел 2 | Аппаратура и методы получения нанопорошков: плазмохимическим синтезом и осаждением из коллоидных растворов. | ||
| 3. | Раздел 3 | Электронномикроскопическое исследование особенностей строения и морфологии наночастиц и объемных наноструктурных материалов. Микро и макроструктура порошкового компакта. | ||
| 4. | Раздел 4 | Изучение конструкций прессформ и технологии прессования объёмных наноструктурных материалов и изделий. Анализ структурной неоднородности по плотности после спекания. | ||
| 5. | Раздел 5 | Изучение основных операций технологических процессов изготовления объёмных наноструктурных материалов. Методы предварительной подготовки, диспергирования, смесеприготовления. Технологические режимы компактирования бимодальных порошковых материалов. Холодное и горячее прессование порошков. Трение в порошковом компакте и градиенты плотности в нѐм. | ||
| 6. | Раздел 6. | Электронно-микроскопическое исследование неоднородности структуры в прессовках из нанопрошков. | ||
| 7. | Раздел 7 | Методика расчета и измерения твердости и трещиностойкости дисперсноупрочненных композиционных материалов на основе меди, серебра. | ||
| 8. | Раздел 8 | Изучение микроструктуры, плотности, трещиностойкости, микротвердости электроконтактных псевдосплавов. | ||
| 9. | Раздел 9 | Конструкции оборудования для спекания порошковых прессовок с применением нанодобавок. Назначение режимов. Изучение градиента плотности в спеченных образцах. | ||
| 10. | Раздел 10 | Методика и аппаратура научных исследований физико-механических свойств объёмных наноструктурных материалов по микротвердости, трещиностойкости К1с с использованием наномикротвердомера и твердомера ТП-7Р1 для измерения твердости по Виккерсу и трещиностойкости. | ||
| 11. | Раздел 10 | Изучение коэффициента смачиваемости и определение прочности соединения по границе раздела слоистых КМ по коэффициенту взаимной диффузии (растровая электронная микроскопия, рентгеноструктурный анализ). | ||
| 12. | Раздел 10 | Изучение состава, структуры, физико-механических и эксплуатационных свойств электротехнических КМ группы псевдосплавов. Аппаратура и методы изготовления и контроля. | ||
| 13. | Раздел 10 | Аппаратура и технология формования полимерных композиционных материалов. Изучение влияния составов и технологии изготовления на структуру полимерно-керамических КМ и изделий. Конструкция и принцип работы прессформы для горячего прессования или экструзии. | - | - |
| 14. | Раздел 11 | Технология изготовления наноструктурированных композитов инструментального назначения (режущая керамика, сверхтвердые композиты). Изучение состава, структуры и свойств. | - | - |
| 15. | Раздел 11 | Технология изготовления, структурные параметры и свойства режущего инструмента на основе твердосплавных наноструктурированных композитов. | ||
| 16. | Раздел 12 | Изучение структуры композитов конструкционного и антифрикционного назначения матричнонаполненные волокнами и упрочняющими нанодобавками. |
