Laboratorium z nauki o materiałach

Opis

Publikacja stanowi nowoczesny skrypt do zajęć laboratoryjnych z zakresu podstawowych właściwości materiałów inżynierskich, przeznaczony dla studentów kierunków technicznych. Opracowanie powstało na podstawie wieloletniego doświadczenia dydaktycznego oraz badawczego autorów, aktywnie działających w obszarze inżynierii materiałowej, i uwzględnia aktualny stan wiedzy oraz współczesne metody badań materiałowych.
Książka została przygotowana w spójnej i przejrzystej formule dydaktycznej. Każdą część opracowano według jednolitego schematu obejmującego cel ćwiczenia, zagadnienia do samodzielnego przygotowania, część teoretyczną oraz szczegółowy opis części praktycznej wraz z zasadami opracowania wyników, a także przykładowe zagadnienia do dyskusji i kontrolne pytania. Każde ćwiczenie zakończone jest spisem literatury poszerzającej wiedzę w danym obszarze. Taki logiczny układ treści ułatwia studentom przygotowanie się do zajęć laboratoryjnych, sprzyja systematyzacji wiedzy oraz kształtuje w uczestnikach zajęć dobre nawyki eksperymentalne i umiejętność analizy wyników.
Zakres tematyczny skryptu obejmuje m.in. pomiary podstawowych wielkości geometrycznych, ilościową analizę mikrostruktury materiałów, badanie gęstości i porowatości, zagadnienia związane z właściwościami sprężystymi, cieplnymi, wytrzymałościowymi, termomechanicznymi, a także właściwościami elektrycznymi i optycznymi materiałów. W realizacji ćwiczeń przewidziano wykorzystanie nowoczesnej aparatury badawczej oraz aktualnych modeli naukowych.
Publikacja wyróżnia się klarownym, poprawnym językiem, unikającym żargonowych sformułowań charakterystycznych dla wielu technicznych publikacji, i przede wszystkim – wysokim poziomem merytorycznym. Skrypt adresowany jest do studentów studiów I, II i III stopnia kierunków technicznych, w szczególności inżynierii materiałowej, mechanicznej i elektrotechniki, i może stanowić wartościowe wsparcie w prowadzeniu zajęć laboratoryjnych oraz kształceniu praktycznych kompetencji inżynierskich.

Spis treści

1. Instrukcja wprowadzająca: Pomiary podstawowych wielkości geometrycznych i zasady sporządzania sprawozdań
1.1. Zasady posługiwania się podstawowymi przyrządami pomiarowymi
1.1.1. Suwmiarka
1.1.2. Śruba mikrometryczna
1.2. Zasady zapisywania wyników pomiarów
1.3. Sporządzanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych

2. Ćwiczenie 1: Ilościowa analiza mikrostruktury materiałów ceramicznych
2.1. Zagadnienia do przygotowania
2.2. Część teoretyczna
2.2.1.Wprowadzenie
2.2.2. Mikrostruktura materiału
2.2.3. Ilościowa analiza mikrostruktury
2.2.4.Wyznaczanie udziału objętościowego faz w materiale
2.2.5. Pozyskiwanie, przetwarzanie i analiza obrazów mikrostruktury
2.3. Część praktyczna
2.3.1. Przyrządy i materiały do badań
2.3.2. Opis wykonania ćwiczenia
2.4. Opracowanie wyników pomiarów
2.4.1. Zestawienie wyników pomiarów i obliczeń
2.4.2. Szacowanie dokładności pomiaru udziału objętościowego
2.5. Sprawozdanie i omówienie wyników
2.6. Przykładowe pytania i zadania do dyskusji

3. Ćwiczenie 2: Gęstość i porowatość materiałów
3.1. Zagadnienia do przygotowania
3.2. Część teoretyczna
3.2.1.Wprowadzenie
3.2.2. Podstawowe pojęcia
3.3. Część praktyczna
3.3.1. Przyrządy i materiały do badań
3.3.2. Zasada pomiaru gęstości pozornej i porowatości otwartej
3.3.3. Opis wykonania ćwiczenia
3.4. Opracowanie wyników pomiarów
3.4.1. Zestawienie wyników pomiarów i obliczeń
3.4.2. Szacowanie dokładności pomiaru gęstości pozornej i porowatości otwartej
3.5. Sprawozdanie i omówienie wyników
3.6. Przykładowe pytania i zadania do dyskusji

4. Ćwiczenie 3: Właściwości sprężyste
4.1. Zagadnienia do przygotowania
4.2. Część teoretyczna
4.2.1. Związek między odkształceniem a naprężeniem
4.2.2. Uogólnione prawo Hooke’a
4.3. Część praktyczna
4.3.1. Zasada pomiaru modułu Younga metodą ultradźwiękową
4.3.2. Aparatura pomiarowa
4.3.3. Próbki do badań
4.3.4. Opis wykonania ćwiczenia
4.4. Opracowanie wyników pomiarów
4.5. Sprawozdanie i omówienie wyników
4.6. Przykładowe pytania i zadania do dyskusji

5. Ćwiczenie 4: Właściwości cieplne
5.1. Zagadnienia do przygotowania
5.2. Część teoretyczna
5.2.1.Wprowadzenie
5.2.2. Ilościowy opis rozszerzalności cieplnej
5.2.3. Rozszerzalność cieplna ciał stałych
5.2.4. Mechanizm rozszerzalności cieplnej ciał stałych
5.2.5. Związek rozszerzalności cieplnej z kształtem funkcji energii potencjalnej oddziaływania międzyatomowego
5.2.6. Rozszerzalność cieplna materiałów inżynierskich
5.2.7. Związek rozszerzalności cieplnej z temperaturą topnienia
5.2.8.Wpływ zmian strukturalnych na rozszerzalność cieplną
5.2.9. Dylatometria
5.3. Część praktyczna
5.3.1. Przyrządy i materiały do badań
5.3.2. Opis wykonania ćwiczenia
5.4. Opracowanie wyników pomiarów
5.5. Sprawozdanie i omówienie wyników
5.6. Przykładowe pytania i zadania do dyskusji

6. Ćwiczenie 5: Wytrzymałość teoretyczna i rzeczywista materiałów
6.1. Zagadnienia do przygotowania
6.2. Część teoretyczna
6.2.1.Wprowadzenie 6.2.2.Wytrzymałość teoretyczna a wytrzymałość rzeczywista
6.3. Część praktyczna
6.3.1. Przyrządy i materiały do badań
6.3.2. Opis wykonania ćwiczenia
6.4. Opracowanie wyników pomiarów
6.4.1. Zestawienie wyników pomiarów i obliczeń
6.4.2. Obliczenie wytrzymałości na rozciąganie włókien szklanych
6.4.3. Obliczenie modułu sprężystości
6.4.4. Obliczenie wytrzymałości teoretycznej włókien szklanych
6.4.5. Obliczenie wielkości defektu krytycznego
6.4.6. Oszacowanie wielkości defektów występujących na powierzchni włókien szklanych
6.5. Sprawozdanie i omówienie wyników
6.6. Przykładowe pytania i zadania do dyskusji

7. Ćwiczenie 6: Właściwości termomechaniczne
7.1. Zagadnienia do przygotowania
7.2. Część teoretyczna
7.2.1. Wprowadzenie
7.2.2. Naprężenia cieplne
7.2.3. Naprężenia cieplne wywołane gradientem temperatury – wstrząs cieplny
7.3. Część praktyczna
7.3.1. Przyrządy i materiały do badań
7.3.2. Opis wykonania ćwiczenia
7.4. Opracowanie wyników pomiarów
7.5. Sprawozdanie i omówienie wyników
7.6. Przykładowe pytania i zadania do dyskusji

8. Ćwiczenie 7: Twardość i kruchość
8.1. Zagadnienia do przygotowania
8.2. Część teoretyczna
8.2.1.Wprowadzenie
8.2.2. Energia potencjalna a właściwości materiałów
8.2.3.Twardość materiałów i metody pomiaru twardości
8.2.4. Odporność na kruche pękanie materiałów i metody pomiaru odporności na kruche pękanie
8.3. Część praktyczna
8.3.1. Aparatura
8.3.2. Materiały do badań
8.3.3. Oznaczenie twardości Vickersa
8.3.4. Oznaczenie KIc materiałów ceramicznych
8.4. Opracowanie wyników pomiarów
8.4.1. Zestawienie wyników pomiarów i obliczeń
8.4.2. Szacowanie dokładności pomiaru
8.5. Sprawozdanie i omówienie wyników
8.6. Przykładowe pytania i zadania do dyskusji

9. Ćwiczenie 8: Właściwości elektryczne
9.1. Zagadnienia do przygotowania
9.2. Część teoretyczna
9.2.1. Podstawowe pojęcia dotyczące przepływu prądu elektrycznego przez przewodnik
9.2.2. Podział materiałów ze względu na przewodzenie prądu elektrycznego
9.2.3. Pasmowa teoria ciała stałego
9.2.4. Przewodniki, izolatory i półprzewodniki w pasmowej teorii ciała stałego
9.2.5.Wpływ temperatury na przewodnictwo elektryczne
9.3. Część praktyczna
9.3.1. Przyrządy i materiały do badań
9.3.2. Zasada pomiaru rezystancji
9.3.3. Przygotowanie stanowiska pomiarowego
9.3.4. Wyznaczanie charakterystyki prądowo-napięciowej rezystorów
9.3.5. Wyznaczenie zależności rezystancji od temperatury
9.3.6. Czynności końcowe
9.4. Opracowanie wyników pomiarów
9.5. Sprawozdanie
9.6. Przykładowe pytania i zadania do dyskusji

10. Ćwiczenie 9: Właściwości optyczne
10.1. Zagadnienia do przygotowania
10.2. Część teoretyczna
10.2.1. Wprowadzenie
10.2.2. Światło
10.2.3. Podstawowe pojęcia dotyczące światła
10.2.4. Źródła światła
10.2.5. Oddziaływanie światła z materią – powstawanie barwy
10.2.6. Pomiar parametrów światła – budowa spektrofotometrów
10.3. Część praktyczna
10.3.1. Aparatura
10.3.2. Materiały do badań
10.3.3. Wykonanie pomiarów
10.4. Opracowanie wyników pomiarów
10.5. Sprawozdanie i omówienie wyników
10.6. Przykładowe pytania i zadania do dyskusji

Informacje o bezpieczeństwie produktu Informacje o producencie