Technologie wybuchowe w inżynierii materiałowej

stacjonarne

II stopnia

wybieralny

Semestr II: 16W/+, 4Ć/-, 10L/+

Przedmioty z I stopnia studiów:

Fizyka

Wymagania wstępne: znajomość podstaw mechaniki, w tym ruchu falowego, znajomość podstawowych praw zachowania, znajomość jednostek miar wielkości fizycznych w układzie SI

Krystalografia

Wymagania wstępne: znajomość krystalicznej budowy ciał stałych i rodzajów defektów sieci krystalicznej, znajomość wpływu struktury materiału na jego właściwości mechaniczne, znajomość mechanizmów przemian polimorficznych ciał stałych

Chemia fizyczna

Wymagania wstępne: znajomość funkcji termodynamicznych, znajomość rodzajów i sposobów opisu przemian termodynamicznych, znajomość sposobu opisu przemian fazowych

semestr II

kierunek: Chemia

specjalność: wszystkie specjalności

prof. dr hab. inż. Radosław Trębiński

1 Udział w wykładach 16 godzin

2 Samodzielne studiowanie tematyki wykładów 16 godzin

3 Udział w ćwiczeniach 4 godziny

4 Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń 4 godziny

5 Udział w laboratoriach 10 godzin

6 Samodzielne przygotowanie się do laboratoriów 8 godzin

7 Udział w seminariach

8 Samodzielne przygotowanie się do seminariów

9 Realizacja projektu

10 Udział w konsultacjach 2 godziny

11 Przygotowanie do egzaminu

12 Udział w egzaminie

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 60 godz. 2 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 1+3+5+7+9+10+12: 32 godz. 1 ECTS

Zajęcia o charakterze praktycznym: 5+6+9: 18 godz. 0,5 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową: 1+2+3+4+7+8 40 godz. 1,5 ECTS

Przedmiot zapoznaje studentów z fizycznymi podstawami technik wybuchowych stosowanych do wytwarzania materiałów i modyfikacji ich właściwości. Omawiane są podstawowe obszary zastosowań technik wybuchowych: wybuchowe umacnianie metali, wytwarzanie materiałów supertwardych, wybuchowe prasowanie proszków, zgrzewanie wybuchowe, wybuchowe tłoczenie.

Studenci nabywają umiejętności wyboru techniki wybuchowej w odniesieniu do wytworzenia materiału o określonych właściwościach, a także umiejętności oszacowania liczbowych wartości parametrów charakteryzujących technologie wybuchowe i na ich podstawie doboru parametrów technologicznych.

Zapoznają się z praktycznym przygotowaniem układów wybuchowych i oceną efektów obciążenia wybuchowego..

Wykład/ Wykłady ilustrowane prezentacjami komputerowymi Power Point w celu dostarczenia wiedzy i wyrobieniu umiejętności określonych efektami W1 i U1.

Tematy wykładów i ich zakres tematyczny:

1. Fizyczne podstawy technik wybuchowych

Podstawowe charakterystyki obciążenia wybuchowego. Obciążenie wybuchowe jako przemiana termodynamiczna. Wpływ obciążenia wybuchowego na strukturę obciążanych materiałów.

2. Wybuchowe umacnianie metali.

Układy wybuchowe stosowane do umacniania metali. Wpływ amplitudy i czasu trwania obciążenia wybuchowego na twardość metalu. Wpływ amplitudy i czasu trwania obciążenia wybuchowego na strukturę obciążonego metalu. Praktyczne zastosowania wybuchowego umacniania metali.

3. Wytwarzanie materiałów supertwardych.

Definicja materiału supertwardego. Charakterystyka przemiany grafitu i grafitopodobnego azotku boru w odmiany twarde. Zachowanie produktu przemiany po zdjęciu obciążenia. Metoda detonacyjna. Warunki syntezy materiałów supertwardych. Technologiczne aspekty wytwarzania materiałów supertwardych. Charakterystyki produktu syntezy.

4. Wybuchowe prasowanie proszków.

Zalety formowania materiałów z proszku. Charakterystyki wybuchowego prasowania proszków. Dobór warunków wybuchowego prasowania proszków. Modyfikacja właściwości proszków ceramicznych. Zastosowanie technik wybuchowych do wytwarzania materiałów utwardzanych dyspersyjnie.

5. Synteza chemiczna materiałów inicjowana falami uderzeniowymi.

Synteza uderzeniowa, a samorozprzestrzeniająca się wysokotemperaturowa synteza (SWS). Połączenie reakcyjnego spiekania z syntezą uderzeniową. Połączenie SWS z uderzeniowym prasowaniem.

6. Zgrzewanie wybuchowe.

Układy stosowane do wybuchowego zgrzewania. Charakterystyki połączenia. Dobór warunków wybuchowego zgrzewania. Zalety metody wybuchowego zgrzewania. Ograniczenia stosowania metody wybuchowego zgrzewania.

7. Wybuchowe tłoczenie.

Układy do wybuchowego tłoczenia. Zastosowania wybuchowego tłoczenia.

Ćwiczenia/ Ćwiczenia rachunkowe polegające na doborze parametrów układów wybuchowych w celu opanowania efektu U2

Tematy ćwiczeń:

1. Projektowanie układów wybuchowych (4).

Laboratoria/ Ćwiczenia laboratoryjne polegające na przygotowaniu przez grupę studentów elementów układów wybuchowych, obserwacji pracy osób wykonujących próby wybuchowego obciążenia i ocenie efektów obciążenia wybuchowego w celu opanowania efektów W2, W3, U3, K1.

Tematy ćwiczeń laboratoryjnych i zakres tematyczny:

1. Wybuchowe umacnianie metali (2)

Budowa układu do umacniania wybuchowego. Badanie twardości przed i po obciążeniu wybuchowym.

2. Wybuchowe prasowanie proszków (2).

Budowa układu cylindrycznego do prasowania proszku. Określenie efektów prasowania poprzez ocenę gęstości / porowatości prasowanego materiału.

3. Zgrzewanie wybuchowe (4).

Wybór i przygotowanie materiałów do zgrzewania wybuchowego. Przygotowanie układów do zgrzewania wybuchowego. Przeprowadzenie zgrzewania. Ocena efektywności zgrzewania wybuchowego.

4. Wybuchowe tłoczenie (2).

Wybór i przygotowanie materiałów do tłoczenia wybuchowego. Budowa układu i wykonanie tłoczenia. Ocena efektów tłoczenia.

5. Zjawisko kumulacji (4).

Zapoznanie z konstrukcją ładunku kumulacyjnego. Przykład cięcia metalu za pomocą wydłużonego ładunku kumulacyjnego. Przykład perforacji metalu za pomocą skupionego ładunku kumulacyjnego.

Podstawowa:

1. H.Dyja, A.Maranda, R.Trębiński, Technologie wybuchowe w inżynierii materiałowej, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, 2001.

2. A.Maranda, J. Nowaczewski, J. Statuch, M. Syczewski, B. Zygmunt, Chemia stosowana : materiały wybuchowe - teoria, technologia, zastosowanie : [skrypt] /, Warszawa : WAT, 1985, S-46901.

3. W. Witkowski, Chemia stosowana : ćwiczenia laboratoryjne : [skrypt] Warszawa : WAT, 1990, S-49759.

Uzupełniająca:

W.Babul, Odkształcanie metali wybuchem, WNT, Warszawa, 1980, II-65495;43580

W1 Ma ugruntowaną i poszerzoną wiedzę z zakresu zastosowań

technologii wybuchowych w inżynierii materiałowej K_W16

W2 Zna obszary zastosowań technologii wybuchowych w inżynierii materiałowej K_W16

W3 Zna ograniczenia stosowania technologii wybuchowych, w tym wymagania z zakresu bezpieczeństwa używania tych technik K_W17

U1 Potrafi dokonać wyboru technologii wybuchowej w odniesieniu do wytworzenia materiału o określonych właściwościach K_U03, K_U11

U2 Potrafi oszacować liczbowe wartości parametrów

charakteryzujących technologie wybuchowe i na ich podstawie

dobrać parametry technologiczne K_U04

U3 Potrafi zachować wymogi bezpieczeństwa przy stosowaniu

technologii wybuchowych K_U03

K1 Ma świadomość ograniczeń stosowania technologii

wybuchowych ze względu na zagrożenie środowiska K_K04

Przedmiot kończy się zaliczeniem pisemno-ustnym.

Laboratorium – zaliczenie ćwiczenia wymaga uzyskania pozytywnej ocen ze sprawdzianu przed rozpoczęciem ćwiczenia, wykonania ćwiczenia i oddania pisemnego sprawozdania z ćwiczenia.

Zaliczenie przedmiotu wymaga uzyskania pozytywnych ocen z ćwiczeń laboratoryjnych oraz zdania pisemnego sprawdzianu zawierającego pytania testowe wielokrotnego wyboru. Sprawdzian zawiera 20 pytań, z trzema odpowiedziami do wyboru, przy czym poprawna może być jedna lub dwie odpowiedzi. Za każdą poprawną odpowiedź student uzyskuje 2 punkty lub 1 punkt, gdy możliwe są dwie poprawne odpowiedzi. Student uzyskuje ocenę zależną od liczby punktów, według poniższej tabeli:

Punkty Ocena

0-19 2

20-23 3

24-27 3,5

28-31 4

32-35 4,5

36-40 5

Warunek konieczny do uzyskania zaliczenia: uzyskanie zaliczenia laboratoriów oraz zaliczenie testu.

Warunkiem zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest zaliczenie sprawdzianu wstępnego dla każdego tematu ćwiczeń oraz złożenie poprawnego sprawozdania.

Osiągnięcie efektów W1, W2, U1, U2 sprawdzane jest za pomocą testu.

Osiągnięcie efektów W3, U2, U3, K1 sprawdzane jest na podstawie oceny pracy studenta związanej z realizacją ćwiczeń laboratoryjnych.

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który posiadł wiedzę, umiejętności i kompetencje przewidziane efektami kształcenia, a ponadto wykazuje zainteresowanie przedmiotem, w sposób twórczy podchodzi do powierzonych zadań i wykazuje się samodzielnością w zdobywaniu wiedzy, jest wytrwały w pokonywaniu trudności oraz systematyczny w pracy.

Ocenę dobrą otrzymuje student, który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane programem nauczania w stopniu dobrym. Potrafi rozwiązywać zadania i problemy o średnim stopniu trudności.

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane programem nauczania w stopniu dostatecznym. Samodzielnie rozwiązuje zadania i problemy o niskim stopniu trudności. W jego wiedzy i umiejętnościach zauważalne są luki, które potrafi jednak uzupełnić pod kierunkiem nauczyciela.

Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który nie posiadł wiedzy, umiejętności i kompetencji w zakresie koniecznych wymagań.

nie dotyczy