КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН
занятий по дисциплине «Нанотехнологии в машиностроении»
во 2семестре 2016 /17 учебного года
Число часов по учебному плану – 72
Число часов лекций – Число часов практических занятий – 32
Число часов самостоятельной работы – 40
Руководители практических занятий профессор Рауба А. А.
ПЛАН ЛЕКЦИЙ, ПРАКТИЧЕСКИХ (СЕМИНАРСКИХ) И ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ
| Неделя | Кол.час. | Темы и содержание практических занятий |
| Общее представление о нанотехнологиях. Нанотехнология как область науки и техники. Прикладной аспект нанотехнологий и области их применения в машиностроении. | ||
| Понятие о наноматериалах и нанотехнологиях. Изучение терминологии в области наноматериалов и нанотехнологии. | ||
| Изучение основ классификации наноматериалов. Анализ основных направлений использования нанотехнологий в машиностроении Методы и способы нанотехнологий в машиностроении. | ||
| Анализ технологий получения заготовок из наноматериалов. Анализ требований к параметрам изделий микро- и нанотехники. | ||
| Создание объемных наноматериалов, нанесение нанопокрытий и системы для измерений с наноточностью Изучение методов формообразования с использованием натотехнологий. Контрольная неделя | ||
| Изучение строения и свойств наноматериалов, применяемых в машиностроении. Наночастицы, наноматериалы, нанопорошки, нанотрубки, нановолокна и пр. | ||
| Наноматериалы для изготовления защитных и светопоглощающих покрытий. Анализ методов получения наноструктурированных материалов. | ||
| Изучение наноматериалов для изготовления защитных и светопоглощающих покрытий | ||
| Свойства наноматериалов – физико-механические, тепловые, электрические, магнитные и пр. Анализ методов упрочнения изделий машиностроения с помощью нанотехнологий. | ||
| Изучение технологии и оборудования ионно-плазменного упрочнения. Контрольная неделя | ||
| Упрочнение нанотехнологиями материалов – твердых сплавов; нержавеющих, конструкционных и инструментальных сталей и др. Изучение методов электронно-лучевых и лазерных методов упрочнения. | ||
| Изучение особенностей применения нанотехнологий для повышения стойкости режущего инструмента. | ||
| Технологические особенности и оборудование для реализации процессов осаждения нанопокрытий машиностроительного назначения. Вакуумно-дуговой синтез, магнетронное распыление и др. | ||
| Анализ особенностей использования нанотехнологий в модернизацию парка высокоточных и прецизионных станков. Изучение особенностей использования нанотехнологий в повышении точности измерений и позиционирования. | ||
| Наносистемная техника созданная на основе наноматериалов и нанотехнологий. Перспективы развития нанотехнологий в машиностроении. Изучение особенностей использования нанотехнологий в контроле качества машиностроительных изделий. Контрольная неделя |
Рекомендуемая литература
Основная
- Головин Ю.И. Введение в нанотехнологию. М.: Изд-во «Машиностроение –1», 2003
- Нанотехнологии: Учеб. пособие для вузов: Пер. с англ./ Ч. Пул, Ф. Оуэнс. Ред. пер. Головин Ю.И. М.: Техносфера, 2006.
- Гусев А. И., Ремпель А. А. Нанокристаллические материалы. М.: Физматлит, 2000.
Дополнительная
Суздалев И. П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов М.: КомКнига, 2006.
- Кац Е.А. Фуллерены, углеродные нанотрубки и нанокластеры: Родословная форм и идей. М.: Техносфера. 2008
- Наноиндустрия. Научно-технический журнал. М.: Изд-во «Машиностроение
Internet –ресурсы:
Сайт о нанотехнологиях в России (https://www.nanonewsnet.ru/)
ПЛАН САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
| № | Тема задания | Срок выдачи (№ недели) | Срок сдачи (№ недели) | Кол-во часов |
| Нанотехнология как область науки и техники. | ||||
| Использование нанотехнологий в машиностроении. | ||||
| Наноструктурированные материалы. | ||||
| Упрочнение материалов с помощью нанотехнологий | ||||
| Технологические особенности применения нанотехнологий в машиностроении. |
Распределение времени студентов при изучении дисциплины
| Виды занятий | Номер недели | Всего часов по видам занятий | ||||||||||||||||
| Число часов в неделю | ||||||||||||||||||
| Практические | ||||||||||||||||||
| Самостоятельная работа дома | ||||||||||||||||||
| Всего часов в неделю |
Формирование рейтинговой оценки по дисциплине
| Содержание контролируемой работы студента по освоению дисциплины | Номер недели | Максимальное количество баллов |
| Инд. задание № 1. | ||
| Инд. задание № 2. | ||
| Максимальное количество баллов на 1-й контрольной неделе: 100 | ||
| Инд. задание № 3 | ||
| Максимальное количество баллов на 2-й контрольной неделе: 200 | ||
| Инд. задание № 4 | ||
| Инд. задание № 5 | ||
| Максимальное количество баллов на 3-й контрольной неделе: 300 |
УТВЕРЖДАЮ:
«» 2015 г. Зав. кафедрой С. Г. Шантаренко
Составил «» 2015 г. Профессор А. А. Рауба
Вопросы для зачета и текущего контроля знаний:
1) Нанотехнологии и наноматериалы. Что означает приставка “нано-”?
2) Основные принципы и задачи нанотехнологии, различные подходы к определению ее границ.
3) История становления и развития нанотехнологии
4) Перспективы использования нанотехнологии в машиностроении
5) Основные этапы развития нанотехнологий
6) Основные прогнозы развития нанотехнологий
7) Классификация наночастиц и наноматериалов.
8) Классификация нанообъектов: по размеру, размерности, по способам получения.
9) Классификация нанообъектов: по характеру межкластерных взаимодействий.
10) Механизмы структурообразования наноструктурированных машиностроительных материалов.
11) Наноструктурированные материалы и методы их формирования. Основные направления их применения.
12) Полимерные материалы: каучуки, волокна, тефлон, кевлар, пористые материалы для хранения водорода.
13) Технологии получения нанокерамики.
14) Углеродные структуры: фуллерены, нанотрубки.
15) Нанокристаллы, нанотрубки, наностержни и их производные.
16) Наноструктурные элементы вещества: атомы, молекулы, фуллерены, нанотрубки, кластеры.
17) Перспективные наноматериалы и направления нанотехнологии.
18) Материалы на основе наноструктурных элементов.
19) Получение и свойства углеродных нанотрубок.
20) Основные характеристики и особенности наночастиц и наноматериалов.
21) Классификация наночастиц и наноматериалов.
22) Технологии получения нанокерамики.
23) Концепты управления сопротивлением разрушению.
24) Компактирование ультрадисперсных порошков.
25) Нанокристаллические материалы.
26) Свойства нанопорошков.
27) Химические методы получения наноматериалов.
28) Деформационное поведение аморфно-нанокристаллических материалов.
29) Механические методы получения наноматериалов
30) Cтруктуры материалов с ионно-плазменными покрытиями.
31) Физические методы получения наноматериалов
32) Пленочные наноматериалы.
33) Метод компактирования ультрадисперсных порошков.
34) Каковы причины размерных эффектов в наномасштабных объектах?
35) Ультрадисперсные материалы или наноматериалы.
36) Контролируемая кристаллизация аморфных наноматериалов.
37) Наноаморфные металлические материалы (наностёкла).
38) Cвойствa и микроструктуры наноматериалов
39) Методы получения ультрадисперсных материалов.
40) Ионно-плазменные покрытия.
41) Метод контролируемой кристаллизации аморфных материалов.
42) Модификации углерода. Что собой представляет карбин?
43) Фуллерены. Какой метод используется для синтеза эндоэдральных фуллеренов?
44) Механизмы и кинетика формирования наноаморфных твёрдых тел.
45) Механизмы формирования и структурные состояния наноаморфных твердых тел.
46) Использование наноматерилов в машиностроении.
47) Нановолокна.
48) Кинетика уплотнения компактов наночастиц аморфных металлических сплавов.
49) Супрамолекулярные наноструктуры.
50) Размерные эффекты наноматериалов.
51) Наноструктурные сплавы с памятью формы.
52) Нанонити.
53) Кинетика формирования наноаморфных твёрдых тел.
54) Пористые объемные нанструктуры – цеолиты.
55) Магнитомягкие наноматериалы.
56) Получение ультрадисперсных материалов.
57) Нанокластеры.
58) Металлические композиционные наноматериалы.
59) Магнитотвердые наноматериалы.
60) Нанокристалы, нанопленки.
61) Самоорганизация и нанотехнология. Технологические принципы «сверху-вниз» и «снизу-вверх». Механизмы самоорганизации.
62) Методы измерений в области наночастиц и материалов. Определение микротвердости материалов.
63) Изготовление оксидных порошков, магнитно-импульсное прессование, микроволновое спекание.
64) Технологии конструкционных наноструктурных твердых сплавов для режущих инструментов с повышенной износостойкостью и ударной вязкостью.
65) Изготовление порошков, прессование, спекание.
66) Технологии синтеза наночастиц.
67) Методы прессования нанопорошков: статические и динамические способы формообразования.
68) Активированные способы спекания: микроволновое, радиационное, введение активирующих процесс спекания добавок.
69) Сверхтвердые материалы. Современный уровень исследований и производства сверхтвердых материалов. Высокопрочные алмазные поликристаллы для изготовления инструмента.