Приложение Б Силлабус (памятка) учебной дисциплины «Физика поверхности»

Приложение Б
Силлабус (памятка) учебной дисциплины
«Физика поверхности»
Для студентов группы 150100.62 (ФГОСЗ) «Материаловедение и технологии
материалов» (МиТМ) (2 семестр)
Составил:
Доцент каф. ФиТКМ, к.т.н.
Головина Елена Анатольевна
__________________________________
Утверждаю:
Зав. кафедрой: д.т.н., профессор
Маркин Виктор Борисович
__________________________________
В результате изучения дисциплиныобучающиеся должны:
знать
владеть
•классификацию КМ как гетерогенных систем по •
базовыми знаниями в области естественнонаучных
природе и состоянию фаз и фазовой структуре, дисциплин
для
освоения
профессиональных
физико-химические
закономерности дисциплин;
формирования их структуры, способы и условия •
знаниями и практическими навыками в области
формования, типы и характеристики фазовой физики поверхности;
структуры
гетерогенных
систем,
роль •
стандартной терминологией, определениями и
поверхностных свойств и явлений в ее обозначениями;
формировании и стабилизации;
•
методами
обоснованного
выбора
•
основные положения физики полимеров, исследовательского
оборудования,
оценкой
характеристики поверхности, определяющие ее эффективности
его
работы
и
адекватности
функциональность,
принципы
и
методы поставленной конкретной задаче;
регулирования свойств поверхности твердых тел, •
анализом и оценкой полученных результатов и
условия формирования адгезионных соединений.
аргументацией для подтверждения сделанных на их
основе выводов и принятых решений;
•
- рациональными методами анализа и
обработки научно-технической информации.
1.Содержание дисциплины
Практическое занятие № 1 (2 часа).Введение (2 часа).
Основные определения и терминология, цель, задачи и основные разделы курса.
Классификация композиционных материалов как гетерогенных систем по природе фаз,
форме и характер у их распределения (фазовой структуре) и взаимодействию по границе
раздела фаз.
Литература: [1-10]
Практическое занятие№ 2.
Природа и структура поверхности твердых и полимерных тел (2 часов).
Природа атомов, химические и физические связи элементов. Молекулярная и
надмолекулярная структура полимерных материалов. Конформационный набор, гибкость
макромолекул. Природа и структура матричных и армирующих компонентов
композиционных материалов.
Литература: [1-10]
Практическое занятие№ 3.
Физическая химия поверхностей жидкостей и твердых тел, поверхностные и
межфазные явления в гетерогенных системах (2 часов).
Характеристики свободной поверхности жидкостей (поверхность раздела жидкостьгаз, жидкость - пар). Капиллярные силы, адсорбционные слои и поверхностно-активные
вещества. Условия существования поверхности раздела. Поверхностная энергия и методы
ее оценки, топология и неоднородность поверхности, поверхностные группы и
поверхностная подвижность.
Поверхности раздела конденсированных фаз (межфазные поверхности). Поверхность
раздела твердое тело-жидкость, межфазная поверхность, методы ее оценки, смачивание
1
поверхности жидкостями и пропитка пористых тел, адгезия, работа адгезии, работа
когезии.
Литература: [1-10]
Практическое занятие№ 4.
Адсорбционные процессы на поверхности твердых тел (2 часов).
Реакции на поверхности. Адсорбция из растворов разной концентрации, из расплавов.
Адсорбционные
теории.
Изотермы
адсорбции
Ленгмюра,
изотермы
БЭТ,
полимолекулярная адсорбция. Оценка толщины адсорбционного слоя.
Литература: [1-10]
Практическое занятие№ 5.
Формирование адгезионного взаимодействия в наполненных полимерах (1 часов).
Влияние способа и условий формования межфазной границы на ее структуру и
свойства. Межфазный слой, неравновесность и остаточные напряжения, энергия
межфазного взаимодействия, разрушение и адгезионная прочность. Релаксация
напряжений на границе раздела. Функциональность поверхности.
Литература: [1-10]
Практическое занятие№ 6.
Способы
и
закономерности
формирования,
характеристики
структуры
композиционных материалов (1 часов).
Способы и закономерности формирования гетерогенных систем искусственным
сочетанием компонентов или фаз: смачивание жидкостью твердой поверхности или
жидкофазная пропитка предварительно сформованных заготовок с последующим
затвердением жидкой фазы, взаимопроникающие фазы, слоистые системы, матричные
фазы, фрактальные кластеры, перколяционные переходы.
Литература: [1-10]
2. Лабораторные работы
Лабораторная работа № 1 (4 часа).Построение изотермы краевого угла
смачивания твердой поверхности раствором ПАВ. Определение работы адгезии и
работы смачивания
Литература: [11]
Лабораторная работа № 2 (2часа). Определение изотермы поверхностного
натяжения растворов ПАВ методом наибольшего давления пузырька воздуха
Литература: [11]
Лабораторная работа № 3 (4 часа).Изучение процессов адсорбции ПАВ из
растворов волокнистыми материалами
Литература: [11]
3. Самостоятельная работа
 Подготовка к практическим занятиям (подготовка к контрольным работам)
(40 часов) [1, 10]
 Подготовка к лабораторным работам (защита отчета по лабораторным работам)
(74 часов) [11]
4. Литература
Основная литература
1. Морис П. Поверхности и межфазные границы в окружающей среде. От наноуровня
к глобального масштабу "Бином. Лаборатория знаний" 2013. - 540 стр. Доступ из ЭБС
«Университетская библиотека online»
2. Русанов А.И. Лекции по термодинамике поверхностей "Лань" 2013. - 240 стр. Доступ
из ЭБС "Лань"
2
Дополнительная литература
3. Перепелкин, К.Е.Армирующие волокна и волокнистые полимерные композиты
/Перепелкин К. Е.-СПб.: Науч. основы и технологии, 2009.-379 с.: ил.
4. Кулезнев, В. Н. Химия и физика полимеров: [учеб.для вузов по направлению подгот.
"Хим. технология высокомолекуляр. соединений и полимер.материалов"] /В. Н.
Кулезнев, В. А. Шершнев.-М.: КолосС, 2007.-367 с.: ил.
5. Ролдугин, В.И.. Физикохимия поверхности: [учеб.-моногр.] /В. И. Ролдугин.Долгопрудный: Интеллект, 2008.-565 с.: ил.
6. Нарисава И. Прочность полимерных материалов. - М.: Химия, 1987 - 400 с.- 2 шт.
7. Липатов Ю.С. Физико-химические основы наполнения полимеров. – М.: Химия, 1991.
– 356 с.- 20 шт
8. Липатов Ю.С. Межфазные явления в полимерах. – Киев: Наукова думка, 1980. – 259 с.
– 20 шт.
9. Берлин А.А., Вольфсон С.А., Ошмян Н.С., Ениколопов Н.С. Принципы создания
композиционных материалов. – М.: Химия, 1990. – 240 с.-5 шт.
10. Физика полимеров / Г.М. Бартенев, С.Я. Френкель / Под ред. А.М. Ельяшевича. – Л.:
Химия, 1990. – 432 с.- 10 шт.
11. Головина Е. А. Методические указания к лабораторному практикуму по курсу «Физика
поверхности» для магистрантов 150100.68 (ФГОСЗ) «Материаловедение и технологии
материалов» (МиТМ)Е. А. Головина; Алт. гос. техн. ун-т им. И. И. Ползунова. –
Барнаул:
изд-во
АлтГТУ,
2014.
–
44
с.
http://new.elib.altstu.ru/eum/download/fitkm/Golovina-fiz-pov.pdf
5. Аттестация по курсу во 2-м семестре, рейтинг
Оценка индивидуальной деятельности студентов по дисциплине складывается из
следующих видов работ:
для текущего и семестрового рейтинга учитываются:
 посещаемость, контрольные работы и активность студентов на практических
занятиях – от 0 до 100 баллов (удельный вес – 0,3);
 выполнение лабораторных работ – от 0 до 100 баллов, удельный вес – 0,2;
для итогового рейтинга учитываются:
 семестровый рейтинг – от 0 до 100 баллов, удельный вес – 0,5;
 сдача зачета – максимум 100 баллов, удельный вес – 0,5.
Рейтинг студента определяется по формуле:
R
R p
p
i
i
,
i
где R – итоговый рейтинг, Ri – оценка за i-ю контрольную точку (этап), pi – удельный вес
контрольной точки.
Суммирование проводится по всем контрольным точкам с начала семестра до
момента вычисления рейтинга.
Связь рейтинга студента с итоговой оценкой по дисциплине:
0–24
"неудовлетворительно"
25–49
"удовлетворительно"
50–74
"хорошо"
75–100
"отлично"
3