ΕΤΥ-141
Υλικά Ι: Εισαγωγή στην Επιστήμη Υλικών

Πληροφορίες μαθήματος

Τύπος μαθήματος

Υποχρεωτικό

Εξάμηνο σπουδών

1^ο

Εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας

4

Πιστωτικές μονάδες

6

Προαπαιτούμενα μαθήματα

–

Οργάνωση διδασκαλίας

Φόρτος εργασίας εξαμήνου σε ώρες:

• Διαλέξεις: 39
• Φροντιστήριο: 13
• Μελέτη (καθοδηγούμενη και μη): 10+88
• Σύνολο: 150

Διδάσκων

Δημήτρης Παπάζογλου

email

dpapa@materials.uoc.gr

τηλέφωνο

2810 394281 (1273)

γραφείο

B-213, κτίριο Υπολογιστών

Ώρες γραφείου

Τετάρτη 16:00-17:00, Παρασκευή 14:00-15:00

Διεξαγωγή μαθήματος

Ώρες Διδασκαλίας

Δευτέρα και Τετάρτη 12:00-14:00 στην αίθουσα Α1 (κτ. Τμήματος Επιστήμης Υπολογιστών)

Ανακοινώσεις

Το εκπαιδευτικό υλικό του μαθήματος βρίσκεται στην πλατφόρμα e-class του Τμήματος (απαιτείται εγγραφή).

Η σελίδα του μαθήματος στα ανοιχτά μαθήματα του Πανεπιστημίου Κρήτης.

Διδασκόμενη ύλη

Ιστορική Αναδρομή

Παραδείγματα Υλικών/ Εφαρμογές

Καταστάσεις ύλης

Μια πρώτη γνωριμία: μέταλλα, κεραμικά, πολυμερή, βιο-υλικά, ημιαγωγοί, σύνθετα υλικά.

Βασικά στοιχεία δομής

Ατομικά χαρακτηριστικά, περιοδικός πίνακας, δεσμοί, ενέργειες δεσμών, πακετάρισμα ιόντων, κρυσταλλική δομή.

Βασικά στοιχεία ιδιοτήτων

• Μηχανικές, θερμικές, ηλεκτρικές.
• Μέταλλα, κεραμικά, πλαστικά.

Μαθησιακά αποτελέσματα

• Θεμελίωση της γνώσης της διεπιστημονικής προσέγγισης της Επιστήμης των Υλικών που συνδυάζει Φυσική, Χημεία και Μαθηματικά.
• Κατανόηση της σύνδεσης των μακροσκοπικών ιδιοτήτων των υλικών με τα διάφορα επίπεδα δομής του υλικού (άτομα, δεσμοί, κρυσταλλικό πλέγμα).
• Κατανόηση των βασικών αρχών των πειραματικών μεθόδων ανάλυσης της δομής και της σύστασης της ύλης
• Εφαρμογή βασικών στρατηγικών σχεδιασμού και επιλογής υλικών μέσω της επαφής με ρεαλιστικά προβλήματα σχεδιασμού υλικών και τρόπους λύσης τους.

Γενικές ικανότητες

Ο επιτυχών στο μάθημα θα μπορεί:

• Να γνωρίζει τις βασικές μεθόδους χαρακτηρισμού υλικών και να κατανοεί σε ποσοτικό και ποιοτικό επίπεδο τα αποτελέσματα των αντίστοιχων μετρήσεων.
• Να προβλέψει ποιοτικά και ποσοτικά, όπου αυτό είναι δυνατόν, τις μακροσκοπικές ιδιότητες των υλικών με βάση την δομή τους.
• Να περιγράψει ποιοτικά αλλά και ποσοτικά τις βασικές προδιαγραφές που θα πρέπει να ικανοποιεί ένα υλικό για χρήση σε μια ρεαλιστική εφαρμογή.
• Να επιλέξει το καταλληλότερο υλικό, με βάση τις προδιαγραφές, για εφαρμογές που αφορούν μηχανικές, θερμικές ή ηλεκτρικές ιδιότητες ή συνδυασμό τους.

Σημειώσεις

Το ανανεωμένο εκπαιδευτικό υλικό του μαθήματος βρίσκεται στην πλατφόρμα e-class του Τμήματος (απαιτείται εγγραφή).

1. Εισαγωγή
2. Κατηγορίες υλικών
3. Ατομική Δομή
4. Χημικοί Δεσμοί
5. Κρυσταλλική Δομή
6. Μηχανικές Ιδιότητες
7. Θερμικές Ιδιότητες
8. Ηλεκτρικές Ιδιότητες

Συμπληρωματικό Υλικό

• Λυμένες και άλυτες ασκήσεις
• Μοντέλο ελατηρίου και Χημικοί δεσμοί
• Κρυσταλλική συμμετρία και συμβολισμός κρυσταλλογραφικών επιπέδων
• Θερμικές Ιδιότητες

Αξιολόγηση φοιτητών

Τελική γραπτή εξέταση (100%).

Θέματα και λύσεις παλαιότερων εξετάσεων

• Πρόοδος Δεκεμβρίου 2006
• Τελικό Ιανουαρίου 2007
• Τελικό Ιανουαρίου 2008
• Τελικό Ιανουαρίου 2009
• Τελικό Σεπτεμβρίου 2010
• Τελικό Ιανουαρίου 2011
• Τελικό Ιανουαρίου 2012
• Τελικό Σεπτεμβρίου 2014
• Τελικό Ιανουαρίου 2016
• Τελικό Ιανουαρίου 2018

Χρήσιμοι Σύνδεσμοι

• Callister: Fundamentals of Materials Science and Engineering (Student Companion Site)
• Materials Science Resources on the Web
• Ατομικά Τροχιακά: The Orbitron: a gallery of atomic orbitals and molecular orbitals
• Διαδραστικός περιοδικός πίνακας (στα ελληνικά)
• Ελεύθερο λογισμικό οπτικοποίησης κρυσταλλικών και μοριακών δομών: VESTA, a 3D visualization program for structural models
• Ημιαγωγοί: Principles of Semiconductor Devices
• MIT OpenCourseWare: Materials Science and engineering
• The Nobel Foundation
• Βάσεις δεδομένων για κρυσταλλικές δομές υλικών (μπορούν να οπτικοποιηθούν χρησιμοποιώντας το VESTA)
• Διαλέξεις και συνεντεύξεις επιστημόνων βραβευμένων με Νόμπελ κ.α: The Vega Science Trust (Broadcaster of Informed Scientific Visual and Audio Media)

Βιβλιογραφία

• Σημειώσεις.
• W. D. Callister, “Materials Science and Engineering”, Willey (2001) Μετάφραση στα ελληνικά: William D. Callister, «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών», Εκδόσεις Τζιόλα, Θεσσαλονίκη (2004)
• Michael F. Ashby, Hugh Shercliff, David Cebon, “Materials: Engineering, Science, Processing and Design”, Butterworth-Heinemann, (2007) Μετάφραση στα ελληνικά: Michael F. Ashby, Hugh Shercliff, David Cebon, «Υλικά: Μηχανική, επιστήμη επεξεργασία και σχεδιασμός», Εκδόσεις Κλειδάριθμος, Αθήνα, (2011)