Заявки
на голосование

Введение в кристаллографию и материаловедение

Проголосовать за курс:
Ольга Рыбакова
Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет
Как определяют структуру материалов? Почему небоскребы не строят из кирпича? Почему материалы деформируются и ломаются? Что такое композиты и монокристаллы? Как проектировщик выбирает материалы при конструировании? Этот курс ответит на эти и многие другие вопросы.Мы изучим закономерности, которые контролируют механические свойства материалов. В процессе обучения мы будем переходить от теоретических обоснований к реальным практическим задачам. С помощью видео, анимации и наглядных иллюстраций мы постараемся сделать информацию максимально простой для восприятия.

Урок: Введение в кристаллографию и материаловедение. Демонстрационный урок.

План курса:

  1. Кристаллография. Часть 1

    Что такое кристаллическая структура? Как определяют строение материалов? Почему кристаллы имеют ту или иную форму, каковы механизмы роста кристаллов? Какую структуру имеют металлы?

    1. Основные определения
    2. Макроскопические законы кристаллографии
    3. Кристаллографические системы координат (сингонии)
    4. Метрические свойства пространственной решетки
    5. Правила Бравэ + ячейки Бравэ
    6. Структуры металлов
    7. Структуры неметаллов

  2. Кристаллография. Часть 2

    Кристаллы имеют пространственную структуру. Как ее представить на плоскости? Для этого используются проекции. Кристаллы симметричны, как обозначить класс симметрии, описать и изобразить? Теория групп - раздел математики - позволяет это выполнить.

    1. Стереографические проекции
    2. Гомоморфизм и изоморфизм групп
    3. Подгруппы
    4. Смежные классы по подгруппе
    5. Классы сопряженных элементов
    6. Кристаллографические группы с операторами собственных поворотов

  3. Нагружение материалов

    Все конструкции испытывают нагрузки, статические или динамические. Что же происходит с материалами при нагружении? Почему в одних условиях пластик тянется, а в других – ломается? Почему фарфоровый образец сразу разрушится при нагружении, в то время как на металлическом образце только появится трещина? Рассмотрим основной график – диаграмму растяжения. На его основании разберем все этапы, которые проходит материал вплоть до своего разрушения. Узнаем. Узнаем, что происходит с материалами при нагружении их в условии высоких температур.

    1. Диаграмма растяжения. Пределы упругости, текучести, прочности
    2. Упругие свойства материалов
    3. Механизм пластической деформации
    4. Механизмы ползучести
    5. Релаксация напряжений
    6. Механизмы разрушения материалов

  4. Металлы и сплавы

    Почему очень редко металлы используются в чистом виде? Почему используются сплавы, а не чистый металл? Узнаем, что такое фаза, какие бывают границы фаз. Научимся работать с фазовыми диаграммами. Изучим механизмы фазовых переходов и сравним их.

    1. Структура металлов
    2. Фазовые диаграммы и равновесное строение
    3. Дефекты в кристаллах
    4. Диффузионные фазовые переходы. Микроструктура сталей при медленном охлаждении
    5. Мартенситные фазовые переходы. Кинетика превращений при быстром охлаждении

  5. Конструкционные материалы

    Почему конструкции разрушаются со временем? Как учитывать такие явления, как окисление, коррозия, трение при проектировке, как защитить конструкцию от их воздействия, как предотвратить преждевременный износ конструкции? Зачем закаливать сталь? Что такое композиты и монокристаллы? Узнаем основные типы конструкционных материалов, разберем их структурные различия. Сможем определить проблемы, которые стоят перед проектировщиком при моделировании.

    1. Конструкционные материалы: классификация и структура
    2. Окисление и коррозия, легирование сталей, создание защитных пленок
    3. Трение и износ. Типы взаимодействия трущихся тел
    4. Виды термической обработки сталей. Отжиг, закалка, отпуск
    5. Упрочнение поликристаллов
    6. Композиты и монокристаллы
    7. Схема проектирования
comments powered by Disqus