Geum.ru

Программа междисциплинарного государственного экзамена по специальности «материаловедение и технология новых материалов»

Вид материалаПрограмма

Содержание


Раздел 1. «Физико-химия материалов и покрытий»
Подобный материал:
ПРОГРАММА МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ « МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ»


Требования к уровню подготовки выпускника по направлению подготовки дипломированного специалиста

Инженер по специальности «Материаловедение и технология новых материалов» должен:

знать:

- основные тенденции и направления развития современного теоретического и прикладного материаловедения, а также современных технологий получения и обработки материалов;

- основные тенденции изменений условий эксплуатации техники, в которой используются или могут быть использованы новые материалы;

- тенденции создания принципиально новых технологических процессов получения и обработки материалов;

- комплексные методы моделирования и проектирования материалов, технологических процессов и технологической оснастки и оборудования , используемых для получения и обработки материалов;

- закономерности взаимосвязи эксплуатационных характеристик материалов с их составом, состоянием, технологическими режимами (по всем операциям технологического процесса), условиями эксплуатации,

-методы обеспечения экологичности и безопасности процессов получения и обработки материалов; принципы координации производственной деятельности;

- методы исследований макро. микро- и тонкой структуры материалов, полуфабрикатов и изделий (деталей);

- методы типового и нетипового (индивидуального) проектирования технологической оснастки ;

- методы обеспечения производства с пониженной материало- и энергоемкостью, повышенной технологической надежностью, производительностью труда и технико-экономической эффективностью;

- конструкции основных типов технологического оборудования, контрольного оборудования, аппаратуры и приборов, средств механизации и автоматизации , используемых в процессах получения и обработки материалов , методы эксплуатации ремонта оборудования и технологической оснастки ;

- методы прогнозирования структуры и характеристик материалов, полуфабрикатов и деталей;

- методы проектирования производственных процессов, участков, технологических линий, цехов и производственных комплексов по получению и обработке материалов;

- методы инженерных и теоретических расчетов, связанных с проектированием новых материалов и технологических процессов их получения и обработки.

владеть:

- типовыми и авторскими методиками инженерных расчетов параметров технологических процессов (в том числе с применением вычислительной техники), методами количественного структурного анализа, методами контроля и испытаний, а также соответствующим оборудованием;

- аппаратурой и приборами для контроля качества продукции и управления технологическими процессами;

- методами моделирования, расчета и экспериментальных исследований по разработке новых эффективных материалов и технологических процессов, а также методами обработки экспериментальных данных и оценки погрешностей аналитических расчетов;

- методами конструирования и проектирования для создания типовых , нестандартных и принципиально новых видов технологической оснастки;

- методами материаловедения и технологии для обеспечения производства материалов, полуфабрикатов и изделий с заданными свойствами и структурными характеристиками, методами и приемами организации труда, эксплуатации оборудования, оснастки, средств механизации и автоматизации для обеспечения реализации эффективного производства.


ВОПРОСЫ

к междисциплинарному государственному экзамену по специальности «Материаловедение и технология новых материалов»


Раздел 1. «Физико-химия материалов и покрытий»
  1. Атомно-кристаллическое строение материалов. Химические связи. Аморфные и кристаллические тела. Основные типы кристаллических решеток, элементарная ячейка. Анизотропия свойств кристаллов. Дефекты кристаллического строения. Энергетические дефекты-фононы.
  2. Элементы теории сплавов. Химические соединения. Твердые растворы. Эвтектика. Правило фаз Гиббса. Фазовые диаграммы равновесия (основные типы). Их использование при разработке материалов с необходимым набором свойств.
  3. Электрические свойства твердых тел. Зонная теория проводимости. Проводники, полупроводники, диэлектрики. Электронный, дырочный, ионный типы электропроводности. Квантовая теория сверхпроводимости. Температура Дебая. Электрические свойства тонких металлических пленок. Контактная разность потенциалов и термо ЭДС.
  4. Электрические свойства полупроводников. Носители заряда. Электронные и дырочные полупроводники. Легирующие примеси. Электропроводность полупроводников. Электронно-дырочный переход (р-n переход).
  1. 5.Электрические свойства диэлектриков. Удельные объемная и поверхностная электропроводности. Электрическая прочность твердых диэлектриков. Виды пробоя в твердых диэлектриках.
  1. Магнитные свойства твердых тел. Причины возникновения магнетизма в твердых телах. Характеристики магнитных свойств. Диамагнитные, парамагнитные, ферромагнитные, антиферромагнитные и ферримагнитные материалы. Магнитная анизотропия. Гистерезис. Точка Кюри.
  2. Тепловые свойства твердых тел. Теплопроводность металлов и диэлектриков. Тепловые эффекты фазовых переходов. Калориметрия и дифференциальный термический анализ. Температурные коэффициенты различных параметров материалов. Тепловое расширение.
  3. Механические свойства материалов. Механическое напряжение. Относительная деформация. Виды деформации. Диаграмма напряжений при растяжении. Упругая и пластическая деформация. Предел прочности. Хрупкое разрушение. Ударная вязкость. Предел ползучести. Усталость.
  1. 9.Применение полимеров в технике, промышленности, быту. Общие представления о полимерах. Типы композиционной неоднородности полимеров. Классификация полимеров по строению макромолекул и по способу синтеза. Различия в свойствах полимеризационных и поликонденсационных полимеров.
  2. 10. Покрытия в промышленности и машиностроении. Общая характеристика покрытий. Основные требования к покрытиям. Способы нанесения покрытий.


Раздел 2. «Материаловедение. Технология конструкционных материалов».

  1. Термическая обработка металлов и сплавов: отжиг, закалка (разные виды), старение и отпуск. Область применения, характеристика протекающих процессов, выбор способа термообработки для конкретного сплава (свой пример).
  2. Принципы построения композиционных материалов. Керамические непрерывные и дискретные волокна: стеклянные, кремниевые, борные, карбидокремниевые. Методы получения, свойства.
  3. Классификация композитов по природе матрицы и упрочнителя. Получение композиционных материалов специальными методами литья: направленная кристаллизация, суспензионное литье, армирование при литье под давлением.
  4. Технологии получения композиционных материалов: получение упрочняющей фазы, производство полуфабрикатов из композиционных материалов и гранул.
  5. Углеродные и органические полимерные материалы; углеграфитовые, углерод- углеродные композиционные материалы. Общая характеристика.
  6. Пластмассы, каучуки и резины. Полимерные материалы функционального назначения, полимерные композиционные материалы.
  7. Техническая классификация редких металлов, основные особенности технологии производства. Технология получения монокристаллов германия.
  8. Основы плавки металлов. Основные закономерности введения добавок в расплав, лигатуры, испарение металлов, потери металла при плавке (угар).
  9. Основы плавки металлов. Разработка технологии плавки: технологические параметры и процессы, расчет состава шихты.
  10. Рафинирование металлических расплавов. Виды загрязнений и способы борьбы с ними: вакуумирование, отстаивание, процессы дегазации, флюсование, фильтрование.
  11. Основы литейного производства. Управление процессами кристаллизации металла в форме. Виды литья в разовые формы: схемы процессов, применяемые формовочные материалы, заливаемые сплавы.
  12. Основы литейного производства. Управление процессами кристаллизации металла в форме. Виды литья в металлические формы: схемы процессов, свойства отливок, область их применения.
  13. Способы литья, основанные на непрерывных процессах формирования отливки. Горизонтальное и вертикальное литье, литье в электромагнитный кристаллизатор, электрошлаковое литье: схема процесса, область применения.
  14. Физико-механические основы обработки металлов давлением. Холодная и горячая деформация, технологические параметры, нагревательные устройства. Изменение структуры и свойств при нагреве после деформации.
  15. Обработка металлов давлением: прокатное производство, волочение (производство проволоки), получение пустотелого профиля, прессование, ковка, штамповка (листовая, объемная горячая и холодная). Применяемое оборудование, схемы процессов.
  16. Процессы формирования неразъемных соединений. Сварка и пайка металлов. Термические, термомеханические и механические виды сварки металлов: примеры, обоснование выбора способа соединения.
  17. Основы размерной обработки заготовок деталей машин. Обработка резанием: основные разновидности процессов, область применения. Обрабатываемость материалов резанием.


Раздел 3. «Технологическое оборудование, механизация и автоматизация в производстве, обработке и переработке материалов и нанесении покрытий»
  1. Аппараты для спекания штабиков и получения вольфрамовой проволоки.
  2. Установка для синтеза искусственных алмазов.
  3. Новое центробежное оборудование для процессов дробления, измельчения, классификации.
  4. Центробежный газовый классификатор для разделения по крупности тонких пирофорных металлических порошков.
  5. Плазменные установки для обработки материалов.
  6. Нанесение покрытий методом детонационного напыления.
  7. Нанотехнологии в обработке материалов.


Раздел 4. «Методы исследования материалов и процессов»
  1. Методы исследования механических свойств материалов (при растяжении, сжатии, изгибе, ползучести и сдвиге).
  2. Методы исследования температурной зависимости механических характеристик. Зависимость прочности, разрушающей деформации, модуля упругости от температуры. Методы исследования долговременной прочности материалов.
  3. Методы исследования покрытий и их адгезионных свойств.
  4. Методы исследования теплофизических свойств материалов.
  5. Методы исследования электрических свойств материалов.
  6. Методы исследования магнитных свойств материалов.
  7. Методы исследования оптических свойств материалов.
  8. Понятие спектроскопии, виды и характеристики излучений.
  9. Поглощение инфракрасного излучения.,типы колебаний атомов и связей.
  10. Характеристики инфракрасного спектра( пропускание, поглощение, волновое число.
  11. Применение ИК- спектроскопии для количественного анализа. Закон Ламберта-Бера.
  12. Ультрафиолетовая спектроскопия, теоретические основы метода.
  13. Теоретические основы метода ЯМР, уравнение резонанса.
  14. Понятие химического сдвига в ЯМР, шкала химических сдвигов.
  15. Метод ядерной магнитной релаксации, время спин- спиновой и спин-решеточной релаксации.
  16. Применение спектральных методов для исследования материалов и процессов.
  17. Теоретические основы спектроскопии комбинационного рассеяния (КР).
  18. Сопоставление методов ИК- и КР- спектроскопии, сходство и различие.


Раздел 5. «Обеспечение экологической безопасности производства»
  1. Очистка отходящих газов от аэрозолей: основные методы и аппараты.
  2. Очистка отходящих газов от паров органических растворителей.
  3. Оборотное и замкнутое водоснабжение производства.
  4. Физико- химические методы очистки промышленных сточных вод.
  5. Механические методы очистки промышленных сточных вод.
  6. Переработка отходов термопластов.
  7. Переработка отходов реактопластов.
  8. Деструктивные методы утилизации полимеров.


Раздел 6. « Экономика предприятия»
  1. Предприятие: понятие, задачи, функции.
  2. Предпринимательская деятельность: понятие, основные черты, субъекты, объекты.
  3. Типы организации промышленного производства (единичный, серийный массовый).
  1. Понятие трудовых ресурсов предприятия и их количественные характеристики.
  1. Основные средства предприятия. Виды оценки.
  2. Амортизация основных средств предприятия: понятие, методы начисления.
  1. Оборотные средства предприятия: понятие, состав и сферы обслуживания.
  2. Стадии круговорота оборотных средств и их особенности.