Программа дисциплины «Основы материаловедения» для направления 221400 «Управление качеством»




Скачать 177.37 Kb.
НазваниеПрограмма дисциплины «Основы материаловедения» для направления 221400 «Управление качеством»
Дата конвертации07.03.2013
Размер177.37 Kb.
ТипПрограмма дисциплины


Правительство Российской Федерации


Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"



Московский институт электроники и математики Национального

исследовательского университета "Высшая школа экономики"


Факультет электроники и телекоммуникаций


Программа дисциплины


«Основы материаловедения»


для направления 221400 «Управление качеством» подготовки бакалавра


Автор – доц., к.т.н. В.В.Рыбалко vrybalko@hse.ru


Одобрена на заседании кафедры «Микросистемная техника, «31» августа 2012 г.

материаловедение и технологии»

Заведующий кафедрой _______________ В.П.Кулагин


Рекомендована секцией УМС [Введите название секции УМС] «___»____________ 20 г

Председатель [Введите И.О. Фамилия]


Утверждена УС Факультета электроники и телекоммуникаций «___»_____________20 г.

Ученый секретарь ________________________ [подпись]


Москва 2012


Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы


Область применения и нормативные ссылки

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности.

Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 221400 «Управление качеством» подготовки бакалавра

«Основы материаловедения»

Программа разработана в соответствии с:

  • Федеральным государственным образовательным стандартом третьего поколения для направления 221400 «Управление качеством» подготовки бакалавра;

  • Рабочим учебным планом МИЭМ НИУ ВШЭ по направлению 221400 «Управление качеством» подготовки бакалавра, утвержденным в 2012 г.

Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Основы материаловедения» являются:

  • получение систематизированного представления о строении и свойствах материалов;

  • Установление зависимости между составом, структурой и свойствами материалов,

  • Изучение физической природы явлений, происходящих в функциональных и конструкционных материалах, используемых в технике, при воздействии на них различных факторов в условиях производства и эксплуатации;

  • Изучение основных групп материалов, их свойств и областей применения.

Компетенции обучающегося,
формируемые в результате освоение дисциплины



В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать: физическую сущность явлений, происходящих в материалах в условиях производства и эксплуатации; их взаимосвязь со свойствами; основные свойства современных материалов;

Уметь: оценивать поведение материала и причины отказов устройств электроники при воздействии на них различных эксплуатационных факторов: обоснованно выбирать материал и при необходимости вид его модификации для получения необходимой структуры и свойств, обеспечивающих требуемый уровень качества, в том числе надежность и долговечность, элементов электронной техники;

Владеть: навыками выбора материалов различного назначения, а также методиками, позволяющими определять свойства и оценивать функциональные характеристики материалов, влияющие на качество готовой продукции.

В результате изучения дисциплины студент осваивает следующие компетенции:

Компетенция

Код по ФГОС/НИУ

Дескрипторы – основные признаки освоения (показатели достижения результата)

Формы и методы обучения, способствующие формированию и развитию компетенции

Способность использовать

основные законы

естественнонаучных

дисциплин в

профессиональной деятельности

ОК-11

Обсуждение заданий и решение задач, в том числе – в рамках зачета, анализ статей для обсуждения на практических занятиях

Посещение лекций, подготовка к лабораторным работам,
выполнение и защита работ

Способность применять знание задач своей профессиональной деятельности, их

характеристики (модели), характеристики методов, средств, технологий, алгоритмов решения этих

задач (ПК-4);

ПК-4

Осуществляет поиск и анализ научной литературы
в соответствии с целью мини-исследования и выбирает методы ее достижения при написании эссе и участии в дискуссиях на семинарах

Подготовка эссе, дискуссии на семинарах

Место дисциплины в структуре образовательной программы

для направления 221400 «Управление качеством» подготовки бакалавра дисциплина «Основы материаловедения» является дисциплиной профессионального цикла.

Изучение дисциплины «Основы материаловедения» базируется на следующих дисциплинах:

  • Введение в физику

  • Введение в химию

  • Матанализ

Основные положения дисциплины «Основы материаловедения» используются в дальнейшем при изучении следующих дисциплин:

  • Методы и средства измерения и контроля

  • Основы проектирования, конструирования и эксплуатации технических систем

  • Основы технического регулирования

Тематический план учебной дисциплины



Название темы

Всего часов по дисциплине

Аудиторные часы

Самост. работа










Лекции

Лаб. раб

Практич. занятия





1

Проводящие и резистивные материалы

26

4

4

4

14

2

Магнитные материалы

26

4

4

4

14

3

Диэлектрические материалы

28

4

6

4

14

4

Полупроводниковые материалы

28

6

4

6

12




Итого:

108

18

18

18

54

Формы контроля знаний студентов

Тип контроля

Форма контроля

Семестр

Параметры

Текущий

контроль выполнения лаб. раб.

3

ответы на вопросы, решение задач

Промежуточный

Презентация и эссе

3

до 15 стр. шрифт Times New Roman, 1,5 интервала

Итоговый

экзамен

3

оценка

Порядок формирования оценок по дисциплине

  • текущий контроль предусматривает учет активности студентов в ходе проведения семинаров, выступления, участие в дискуссиях, консультации с преподавателями по тематике эссе и т.п.;

  • промежуточный контроль предусматривает написание одного эссе;

  • итоговый контроль проводится в форме экзамена.


Итоговая оценка формируется как взвешенная сумма оценки, накопленной в течение курса, и оценки за экзамен.

Накопленная оценка (НО) (максимум 10 баллов) включает оценку за выполнение лабораторных работ на семинары (Осем.) и подготовку эссе (Оэссе) и формируется по следующему правилу:

НО=0,5Осем.+0,5Оэссе

Итоговый экзамен (ИЭ) (максимум 10 баллов)

Итоговая оценка (ИО) (максимум 10 баллов) по курсу определяется с учетом накопленной оценки (с весом 0,3) и оценки за экзамен в конце курса (с весом 0,7) по следующей формуле:

ИО=0,3*НО + 0,7*ИЭ

Экзамен является обязательным, независимо от накопленной за учебный год оценки. Студент, не явившийся на экзамен без уважительной причины, или получивший неудовлетворительную оценку (от 1 до 3 баллов), получает неудовлетворительную оценку за курс в целом.

Пересдача по курсу (П) (первая, вторая) представляет собой письменную работу, за которую выставляется оценка (максимум 10 баллов).

Итоговая оценка по курсу после пересдачи (ИОП) (первой, второй) определяется с учетом накопленной оценки (с весом 0,4) и оценки за пересдачу (с весом 0,6) по следующей формуле:

ИОП=0,4*НО + 0,6*П

Все округления производятся в соответствии с общими математическими правилами.

Оценки за курс определяются по пятибалльной и десятибалльной шкале.

Количество набранных баллов

Оценка по десятибалльной шкале

Оценка по пятибалльной шкале

9,5-10

10

отлично

8,5-9,4

9

отлично

7,5-8,4

8

отлично

6,5-7,4

7

хорошо

5,5-6,4

6

хорошо

4,5-5,4

5

удовлетворительно

3,5-4,4

4

удовлетворительно

2,5-3,4

3

неудовлетворительно

1,5-2,4

2

неудовлетворительно

0–1,4

1

неудовлетворительно

Критерии оценки знаний, навыков

Активность на лабораторных практических занятиях оценивается по следующим критериям:

  • Ответы на вопросы, предлагаемые преподавателем;

  • Выполнение практических заданий;

  • Участие в дискуссии по предложенной проблематике.


Эссе: оценивается по следующим критериям:

  • полнота аналитического обзора;

  • степень решения поставленной задачи;

  • аргументация, четкость и понятность выводов;

  • аккуратность и наглядность в оформлении работы, стиль изложения.


Экзамен сдается в конце курса. Перед началом экзамена раздаются билеты, содержащие по 2 вопроса. Вопросы составляются с учетом материала, пройденного в 3-м семестре на лекциях. Ответ излагается письменно в форме ответа на предложенные вопросы. Использование каких-либо текстов, калькуляторов, телефонов и др. средств связи запрещается. Время отводимое на подготовку ответов по билету – 30 мин.


Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

Базовые учебники

  1. Бондаренко Г.Г., Кабанова Т.А., Рыбалко В.В. (2012). Материаловедение. М.: ЮРАЙТ. 2012г.

Основная литература

  1. Пасынков В.В. Материалы электронной техники, М.: Высшая школа, 2005. 404 с.

  2. Горелик С.С., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и металловедение. М.: МИСиС, 2004. 481 с.


Содержание программы


Тема 1. Проводящие и резистивные материалы (всего 10 часов, лекции 8 часов)


Классификация материалов по составу, свойствам и назначению.

Элементы кристаллографии. Строение материалов. Дефекты кристаллического строения. Кристаллизация.

Классификация по функциональному назначению, комплекс требований, предъявляемых к проводниковым материалам различного назначения: электропроводность, теплопроводность, механические, коррозионные свойства, стабильность по температуре и во времени, технологические свойства и т.п.

Факторы, влияющие на электропроводность. Использование измерений удельного электросопротивления для исследований изменений структуры материалов в результате внешних воздействий.

Металлы и сплавы для проводников, основные требования. Медь, влияние примесей, способы упрочнения. Проводниковые сплавы на основе меди. Серебро, золото, платина, никель и сплавы на их основе.

Резистивные сплавы: назначение и основные требования.

Сплавы для нагревателей на никелевой, железной основе, на основе тугоплавких

металлов, платины.

Материалы для БИС и ГИС, Фильерный и литой микропровод. Особенности материалов для тонкопленочных резисторов и проводников, понятие о принципах получения, основные параметры, определяющие совместимость материалов, в том числе в интегральных микросхемах: КТР, адгезия и т.д.

Контактные материалы для разрывных и скользящих контактов.

Понятие о сверхпроводниках: параметры, сверхпроводящие материалы, применение для создания магнитных полей большой мощности.


Основная литература:


  1. Пасынков В.В. Материалы электронной техники, М.: Высшая школа, 2005. 404 с.

  2. Горелик С.С., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и металловедение. М.: МИСиС, 2004. 481 с.


Дополнительная литература:


  1. Егоров -Тисменко Ю.К., Кристаллография и кристаллохимия, М., MirKnig.com, 2005

  2. Шелованова Г.Н., Материалы и элементы электронной техники, Красноярск, СФУ ПИ, 2007



Тема 2. Магнитные материалы (всего 8 часов, лекции 4 часа).


Классификация материалов по их отношению к магнитному полю.

Ферромагнитные материалы. Обменное взаимодействие. Доменная структура, магнитная анизотропия. Намагничивание и магнитный гистерезис, влияние структуры. Магнитные свойства в переменных полях, потери на перемагничивание. Магнитная проницаемость. Зависимость магнитных свойств от температуры, точка Кюри. Магнитно-мягкие материалы. Металлические магнитно-мягкие материалы: структура, свойства, особенности обработки. Магнитно-мягкие ферриты. Магнитно-твердые материалы. Металлические магнитно-твердые материалы; структура, свойства, особенности обработки. Магнитно-твердые ферриты. Интерметаллические магнитно-твердые материалы. Материалы для записи и хранения информации. Магнитные материалы се специальными свойствами.


Основная литература:


  1. Пасынков В.В. Материалы электронной техники, М.: Высшая школа, 2005. 404 с.

  2. Горелик С.С., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и металловедение. М.: МИСиС, 2004. 481 с.


Дополнительная литература:


Серебряков А.С., Электротехническое материаловедение, М., УМЦ ЖДТ, 2008


Тема 3. Диэлектрические материалы (всего 19 часов, лекции 16 часов).


Поляризация диэлектриков. Виды поляризации. Диэлектрическая проницаемость, ее зависимость от температуры и частоты внешнего поля. Полярные и неполярные диэлектрики. Электропроводность диэлектриков. Удельное объемное и поверхностное сопротивление, их зависимость от структуры материала, температуры и других факторов. Диэлектрические потери, их виды и характеристики: активная мощность, угол и тангенс угла диэлектрических потерь, их температурно-частотные зависимости. Пробой и электрическая прочность диэлектриков. Зависимость электрической прочности от структуры материала, его толщины, однородности электрического поля и других факторов. Стойкость диэлектриков к эксплуатационным условиям: механическим нагрузкам, температуре, влажности, химическим реагентам. излучению и т.д. Электроизоляционные и конденсаторные материалы, Полимеры, пластмассы, композиционные материалы, лаки эмали, компаунды, эластомеры, стекла, ситаллы, керамика. Активные диэлектрики. Материалы твердотельных лазеров, сегнето- и пьезоэлектрики, электреты, жидкокристаллические материалы. Материалы со специальными свойствами.


Основная литература:


  1. Пасынков В.В. Материалы электронной техники, М.: Высшая школа, 2005. 404 с.

  2. Горелик С.С., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и металловедение. М.: МИСиС, 2004. 481 с.


Дополнительная литература:


Евтушенко Ю.М., Химия диэлектриков, М., МЭИ, 2010


Тема 4. Полупроводниковые материалы(всего 14 часов, лекции 6 часов).


Физико-химическая природа свойств материалов, отнесенных к категории полупроводников.

Критерии, описывающие общие свойства полупроводников. Типы химической связи и механизмы переноса носителей заряда. Температурные коэффициенты электросопротивления, Ковалентная связь, гибридизация волновых функций валентных электронов в полупроводниках. Кристаллическая структура моноатомных полупроводников.. Особенности свойств и применения полупроводников в микроэлектронных устройствах (МЭУ). Аллотропные формы углерода, различия в строении и их свойствах. Фуллероидные частицы, нанотрубки, пипоиды, алмазы (природные и синтетические). Структура, свойства и применение в электронике углеродных структур и материалов. Германий и кремний. Требования к германию и кремнию, предназначенным для изготовления МЭУ, Нелегированные и легированные полупроводники. Собственные и примесные полупроводники. Макро- и микродефекты. Способы их выявления, их влияние на электрофизические параметры полупроводников и характеристики полупроводниковых приборов и МЭУ. Общие представления об электронике дефектов и требования к материалам для микроэлектроники по степени совершенства кристаллической структуры.

Автоэпитаксиальные и гетероэпитаксиальные структуры. Проблемы легирования эпитаксиальных пленок. Дефекты эпитаксиальных кремниевых структур, Аморфные пленки кремния. Принципы формирования полупроводниковых соединений (ППС) типа АnВm: Полупроводниковые сверхрешетки. Квантовые эффекты в сверхрешетках, их влияние на электрофизические параметры отдельных типов сверхрешеток. Применение сверхрешеток в устройствах микроэлектроники и наноэлектроники.

Основная литература:


  1. Пасынков В.В. Материалы электронной техники, М.: Высшая школа, 2005. 404 с.

  2. Горелик С.С., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и металловедение. М.: МИСиС, 2004. 481 с.


Оценочные средства для контроля и аттестации студента: лабораторные работы


Студент должен представить отчет о выполнении Л.Р.:

В рамках отчета студент должен привести теоретические сведения о свойствах исследуемых материалов, подробное описание методики исследования, а так же результаты ииследований и выводы по последним.

Отчет снабжается иллюстрациями и ссылками на использованные источники литературы

Обзор имеет следующую структуру:

- теоретическая часть,

- описание методики и схема эксперимента,

- результаты исследований,

- выводы

- список ссылок на использованную литературу


Оценочные средства для контроля и аттестации студента: эссе


Студент должен представить на электронном носителе:

- обзор по заданной теме, набранный в редакторе Word;

- презентацию доклада длительностью 10-15 минут.

В рамках обзора (презентации) студент должен обосновать целесообразность применения данного материала (группы материалов) для обеспечения качества производства заданного типа продукции (или выполнения заданной группы технологических операций)

Обзор должен иметь объем не менее 15 страниц, набранных шрифтом Times New Roman размером 12 с интервалом 1.

Обзор снабжается иллюстрациями и ссылками на использованные источники литературы

Обзор имеет следующую структуру:

- введение (причины создания и применения материала, общие характеристики наиболее значимых свойств)

- область применения данного материала

- серийно выпускаемые марки материала (обозначение, преимущественные области применения)

- сравнительные характеристики разных марок материала

- примеры использования материала в конкретных промышленных изделиях и обеспечения заданного уровня качества продукции (выполнения технологических процессов)

- список ссылок на использованную литературу


Оценочные средства контроля и аттестации студента:
экзаменационные вопросы для оценки качества освоения дисциплины



  1. Классификация материалов

  2. Механизм конденсации вещества. Образование химических связей

  3. Типы химических связей

  4. Кристаллическое строение вещества. Типы кристаллических решёток.

  5. Индексы Миллера.

  6. Точечные дефекты кристаллов.

  7. Линейные дефекты кристаллов.

  8. Двумерные и объёмные структурные несовершенства кристаллов.

  9. Компоненты и фазы сплавов

  10. Классификация типов сплавов

  11. Механическая смесь и химическое соединение

  12. Твёрдые растворы внедрения и замещения

  13. Упорядоченные твёрдые растворы и твёрдые растворы на основе химсоединений.

  14. Фазы Юм-Розери.

  15. Объяснение отличий в электропроводности металлов и диэлектриков.

  16. Классификация диэлектриков по функциональному назначению.

  17. Поляризация диэлектрика: поляризованность, диэлектрическая проницаемость.

  18. Электронный и ионный механизмы поляризации.

  19. Дипольно-релаксационный механизм поляризации.

  20. Ионно-релаксационный механизм поляризации.

  21. Влияние частоты внешнего электрополя на диэлектрическую проницаемость.

  22. Токи утечки в диэлектриках.

  23. Объёмное и поверхностное удельные сопротивления диэлектриков.

  24. Электропроводность твердофазных диэлектриков

  25. Диэлектрические потери: механизм возникновения потерь, количественные характеристики потерь.

  26. Потери в диэлектриках, обусловленные сквозной проводимостью.

  27. Поляризационные потери в диэлектриках.

  28. Влияние температуры на диэлектрические потери

  29. Влияние частоты электрополя на диэлектрические потери

  30. Пробивное напряжение и электрическая прочность диэлектрика.

  31. Механизм ударной ионизации.

  32. Механизм внутренней фотонной ионизации

  33. Пробой твердофазного диэлектрика.

  34. Тепловой и электрохимический разновидности пробоя диэлектрика.

  35. Электропроводные и резистивные материалы. Общие требования

  36. Удельное сопротивление проводников. Правило Маттисена.

  37. Влияние температуры и примеси на электросопротивление проводников.

  38. Технологии получения электропровода.

  39. Электросопротивление плёночных проводников

  40. Упругая, неполная упругая и пластическая деформация. Общая характеристика.

  41. Механизм пластической деформации

  42. Диаграмма напряжений.

  43. Деформационное упрочнение

  44. Поглощение квантов на свободных носителях заряда

  45. Фундаментальное поглощение

  46. Примесное поглощение

  47. Возникновение цвета материалов

  48. Материалы для формирования пленочных структур

  49. Сверхпроводники



Автор программы: __________________ /Рыбалко В.В./


Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Программа дисциплины «Основы материаловедения» для направления 221400 «Управление качеством» iconПрограмма дисциплины Физические основы технологических процессов для направления 221400. 62 Управление качеством Специализация «Управление качеством в производственно-технологических системах»
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 221400. 62 Управление...

Программа дисциплины «Основы материаловедения» для направления 221400 «Управление качеством» iconПрограмма дисциплины «Основы планирования и организации эксперимента»  для направления 221400. 62 «Управление качеством»
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Программа дисциплины «Основы материаловедения» для направления 221400 «Управление качеством» iconПрограмма вступительных испытаний по направлению 221400 "Управление качеством"
Программа вступительных испытаний по направлению 221400 "Управление качеством", Магистерская программа «Системы менеджмента качества»...

Программа дисциплины «Основы материаловедения» для направления 221400 «Управление качеством» iconОсновная образовательная программа подготовки бакалавра по направлению подготовки 221400. 62 «Управление качеством»
Основная образовательная программа подготовки бакалавра по направлению подготовки 221400. 62 «Управление качеством» профиль 221400....

Программа дисциплины «Основы материаловедения» для направления 221400 «Управление качеством» iconПрограмма дисциплины «Методы обработки экспериментальных данных»  для направления 221400. 62 «Управление качеством»
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Программа дисциплины «Основы материаловедения» для направления 221400 «Управление качеством» iconПрограмма вступительных испытаний в магистратуру по направлению подготовки 221400. 68 «Управление качеством»
Программа предназначена для подготовки к комплексному вступительному экзамену в магистратуру по программе «Управление качеством»

Программа дисциплины «Основы материаловедения» для направления 221400 «Управление качеством» iconУчебно-методический комплекс (приложение №1) Для студентов заочного отделения по специальности 221400. 62 «Управление качеством»
Для студентов заочного отделения по специальности 221400. 62 «Управление качеством»

Программа дисциплины «Основы материаловедения» для направления 221400 «Управление качеством» iconПрограмма вступительного эиспытания в магистратуру по направлению 221400. 68 Управление качеством
Целью вэ является установление уровня знаний бакалавра и его потенциальной возможности продолжать обучение в магистратуре по направлению...

Программа дисциплины «Основы материаловедения» для направления 221400 «Управление качеством» iconПрограмма дисциплины Стандартизация, сертификация и управление качеством программного обеспечения  для направления 080700. 62 «Бизнес-информатика»
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 080700. 62 «Бизнес-информатика»...

Программа дисциплины «Основы материаловедения» для направления 221400 «Управление качеством» iconПрограмма вступительного экзамена в магистратуру по направлению 221400 «Управление качеством»
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница