Программа учебной дисциплины "Химия конструкционных материалов" для подготовки
| Вид материала | Программа |
- Примерная программа дисциплины технология конструкционных материалов рекомендуется, 242.94kb.
- Аннотация программы учебной дисциплины Спецпрактикум «Методы получения материалов», 28.01kb.
- Примерная программа дисциплины «материаловедение и технология конструкционных материалов», 555.99kb.
- Программа дисциплины опд. Ф. 07 Квантовая механика и квантовая химия для студентов, 125.2kb.
- Программа дисциплины дс физико-механические свойства конструкционных материалов для, 78.7kb.
- Примерная программа дисциплины материаловедение и технология конструкционных материалов, 374.31kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины «материаловедение и технология конструкционных, 252.46kb.
- Технология конструкционных материалов пособие по изучению дисциплины и выполнению контрольных, 479.07kb.
- Рабочая учебная программа дисциплины технология конструкционных материалов деталей, 175.41kb.
- Рабочая программа дисциплины (модуля) «математический анализ», 424.74kb.
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(Технический университет)
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
______________ И.Г.Масленников
"______"_________________2009 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
учебной дисциплины "Химия конструкционных материалов"
для подготовки
- специалистов по направлению:
270100 «Строительство»
по специальности:
270101 “Механическое оборудование и технологические комплексы предприятий строительных материалов, изделий и конструкций”
Химическое отделение
Кафедра физической химии
Курс 1
Семестр 1
Лекции 36 ч Зачет 1 Семестр 1
Практические занятия 18 ч
Лабораторные занятия 18 ч Самостоятельная работа 78 ч
Всего 150 ч
Санкт-Петербург
2009
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры физической химии
"23"июня 2009 г., протокол № 14
Заведующий кафедрой
физической химии, д.т.н., профессор В.В.Гусаров
Одобрено учебно-методической комиссией химического отделения
"30"июня 2009 г., протокол № 7
Председатель, к.х.н., доцент В.И.Башмаков
Программу составили к.х.н., доцент В.В.Клепиков
к.х.н., доцент С.Г.Изотова
1 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЁ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ
Целью преподавания дисциплины является обучение студентов основам знаний химии конструкционных металлов, химии неметаллических материалов и химическим и физико-химическим свойствам органических полимерных материалов.
2 ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате изучения данного курса студент должен:
– знать:
теоретические основы строения атома и химической связи, а также основы органической и неорганической химии
– уметь:
определять физико-химические свойства конструкционных материалов
оценивать коррозионную стойкость материалов в различных средах.
Дисциплина ”Химия конструкционных материалов” для студентов инженерно-кибернетического факультета принадлежит к числу общенаучных дисциплин. Современному специалисту, работающему в области химического машиностроения, занимающемуся автоматизацией и механизацией химико-технологических процессов, необходим достаточно большой объем химических знаний.
В химическом машиностроении используются различные по химической природе материалы, для обработки металлов применяются различные физико-химические процессы. Использование различных по физико-химическим свойствам материалов в конструкциях требует знания их свойств не только для наиболее рационального использования, но и для обеспечения высокой точности и надежности создаваемых аппаратов и машин.
Для проектирования и расчета химической аппаратуры, необходимо знание физико-химических свойств материалов, используемых в химическом машиностроении.
Кроме того, преподавание химии на инженерно-кибернетическом факультете должен обеспечить такую степень подготовки инженера-механика, чтобы он сам мог разобраться в решении вопросов, связанных с химией, с помощью дополнительной информации, полученной из специальной литературы.
Дисциплина «Химия конструкционных материалов» для студентов инженерно-кибернетического факультета должен знать теоретическую базу, позволяющую ориентироваться в частных вопросах, возникающих при прохождении специальных дисциплин, таких как «Материаловедение и коррозия», «Общая и химическая технология», «Технологические измерения и приборы», «Автоматика и автоматизация производственных процессов», «Процессы и аппараты химической технологии».
Настоящий курс химии конструкционных материалов опирается на школьные курсы химии, физики и математики.
3 ВИДЫ УЧЕБНЫХ ЗАНЯТИЙ И ИХ ОБЪЕМ
Виды учебных занятий и количество часов, отведенных на их освоение, представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Виды учебных занятий
-
Виды учебных занятий
Всего часов
Аудиторные занятия,
в том числе:
Лекции
Лабораторные работы
Практические занятия
Самостоятельная работа
Общая трудоемкость дисциплины
Форма контроля – один зачет
72
36
18
18
78
150
4 ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
4. 1 Тематический план учебной дисциплины представлен в таблице 2.
Таблица 2 – Тематический план
Темы учебной дисциплины | Всего часов | Кол-во аудиторных часов | Кол-во часов сам.раб | ||
Лекции | Лаборатории | Практ. занят. | |||
| Тема 1 – Химия конструкционных металлов | 78 | 20 | 10 | 10 | 38 |
| Тема 2– Химия неметаллических материалов | 34 | 6 | 4 | 4 | 20 |
| Тема 3– Органические полимерные материалы | 38 | 10 | 4 | 4 | 20 |
ВСЕГО | 150 | 36 | 18 | 18 | 78 |
4.2 Содержание учебной дисциплины
Тема 1 – Химия конструкционных металлов (лекции 20 ч, лабораторные занятия 10 ч, практические занятия 10 ч)
Физические свойства металлов. Химические свойства металлов. Взаимодействие различных металлов. Интерметаллическое соединение и твердые растворы металлов. Растворы газов в металлах.
Легкие конструкционные металлы. Бериллий. Магний. Алюминий. Титан. Строение атома. Физические и химические свойства. Отношение легких конструкционных металлов к кислороду, воде, кислотам и щелочам. Сплавы, содержащие бериллий и магний, и их использование в химическом машиностроении. Применение алюминия, титана и сплавов на их основе в химическом машиностроении.
Тяжелые конструкционные металлы. Железо. Медь. Цинк. Хром. Никель. Олово. Строение атома. Физические и химические свойства. Отношение тяжелых конструкционных металлов к кислороду, воде, кислотам и щелочам. Конструкционные стали и их применение в химическом машиностроении.
Сплавы на основе меди. Латуни. Бронзы. Применение в химическом машиностроении.
Применение сплавов с использованием цинка и олова и их использование в химическом машиностроении.
Применение никеля и хрома в химическом машиностроении.
Тема 2 – Химия неметаллических материалов (лекции 6 ч, лабораторные занятия 4 ч, практические занятия 4 ч)
Бор и углерод. Бориды и карбиды. Инструментальные и абразивные материалы.
Кремний, германий и сурьма как полупроводниковые материалы. Кремний. Физические и химические свойства. Кремниевые кислоты и их соли. Силикатные продукты технического назначения: стекло, керамика, вяжущие вещества. Коррозия силикатных материалов. Методы защиты.
Тема 3 – Органические полимерные материалы (лекции 10 ч, лабораторные занятия 4ч, практические занятия 4 ч)
Классы органических соединений. Специфические особенности органических соединений. Теория химического строения органических соединений. Основные представления о международной систематической номенклатуре органических соединений. Природа химической связи в органических соединениях.
Понятие об органических полимерах. Методы синтеза органических полимеров. Физико-химические свойства полимеров. Типы связей в полимерах: внутри- и межмолекулярные физические взаимодействия, природа сил межмолекулярного взаимодействия в полимерах. Факторы, определяющие физико-химические и механические свойства полимеров. Конструкционные пластические массы, их применение в химическом машиностроении. Коррозионная стойкость пластмасс. Неорганические полимеры. Сравнение понятий органических и неорганических полимеров. Применение неорганических полимеров в химической промышленности.
План лабораторных занятий представлен в таблице 3.
Таблица 3 – План лабораторных занятий
-
Название лабораторной работы
Кол. часов
Вступительное занятие. Инструктаж по технике безопасности. Основные правила проведения физико-химических измерений и
обработки их результатов.
2
Химия легких конструкционных металлов (алюминия, магния, бериллия, титана)
3
Химия тяжелых конструкционных металлов (железо, медь, никель, хром и олово)
3
Коррозия конструкционных сталей
2
Коррозия силикатных материалов
4
Коррозионная стойкость пластмасс
4
ИТОГО
18
План практических занятий представлен в таблице 4.
Таблица 4 – План практических занятий
-
Темы практических занятий
Кол. часов
Окислительно-восстановительные реакции с участием легких и тяжелых конструкционных металлов
10
Электронное строение неметаллических материалов. Физические и химические свойства
4
Теория химического строения органических и неорганических полимеров. Природа химической связи.
4
ВСЕГО
18
Содержание и объем самостоятельной работы студентов представлен в таблице 5.
Таблица 5 – Содержание и объем самостоятельной работы студентов
-
Темы и задания для самостоятельной работы
Кол. часов
Химия конструкционных металлов. Индивидуальное задание и реферат
38
Химия неметаллических материалов. Индивидуальное задание и реферат
20
Органические полимерные материалы. Индивидуальное задание и реферат
20
ВСЕГО
78
Темы рефератов представлены в таблице 6.
Таблица 6 – Список тем рефератов по курсу «Химия»
-
Название реферата
Интерметаллические соединения и твердые растворы металлов.
Применение алюминия и титана и сплавов на их основе в химическом машиностроении.
Конструкционные стали и их применение в химическом машиностроении.
Латунь и бронза и их применение в химическом машиностроении.
Никель и хром и их применение в химическом машиностроении.
Инструментальные и абразивные материалы.
Силикатные продукты технического назначения: стекло, керамика, вяжущие вещества.
Классы органических соединений. Номенклатура.
Типы химической связи в полимерах. Физико-химические свойства.
Конструкционные пластические массы, их применение в химическом машиностроении.
Применение неорганических полимеров в химической промышленности.
.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
Основная литература
- Суворов А.В., Никольский А.Б.. Общая химия: учебник для вузов. – СПб.: Химиздат, 2007. – 624 с.
- Коровин Н.В. Общая химия. – М.: ВШ, 2008. – 557 с.
- Нараев В.Н., Ильин А.А., Нараев А.В. Основы химической термодинамики: Конспект лекций для студентов нехимических специальностей вузов / CПбГТИ (ТУ), СПб. – 2006. – 80 с.
- Нараев В.Н., Ильин А.А., Пронкин А.А. Фазовые равновесия и диаграммы состояния одно- и двухкомпонентных систем: Текст лекций для студентов нехимических специальностей вузов/ CПбГТИ (ТУ), СПб. – 2006. – 58 с.
- Практические работы по физической химии/ Под ред. К.П.Мищенко, А.А.Равделя, А.М.Пономаревой. - СПб.: Профессия, 2002. – 384 с.
- Краткий справочник физико-химических величин/ Под ред. А.А.Равделя, А.М.Пономаревой. - СПб.: Иван Федоров, 2003. – 238 с.
- Задачи и упражнения по общей химии/ Под ред. Н.В.Коровина. – М.: ВШ, 2004. – 255 с.
- Крешков А.П. Основы аналитической химии.Т.1– М.: Химия, 1970. – 472 с.
- Крешков А.П. Основы аналитической химии.Т.2– М.: Химия, 1970. – 456 с.
- Барковский В.Ф. и др. Физико-химические методы анализа. – М.: ВШ, 1972. – 344 с.
- Фролов В.В. Химия.– М.: ВШ, 1986. – 543 с.
- Белов В.В.,Петропавловская В.Б. Краткий курс материаловедения и технологии конструкционных материалов для строительства: Учебное пособие для вузов.- М.:Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2006.-263с.
Дополнительная литература
- Физическая химия / Под. ред. К.С.Краснова. – М.: ВШ, 2004. – 687 с.
- Горшков В.И., Кузнецов И.А. Основы физической химии. – М.: Бином, 2006. – 408 с.
- Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. - М.: ВШ, 2006. – 496 с.
- Еремин В.В., Каргов С.И., Успенская И.А., Кузьменко Н.Е., Лунин В.В. Задачи по физической химии: Учебное пособие. – М.: Экзамен, 2005. – 320 с.
- Ионные равновесия и реакции в водных растворах электролитов: Метод. указания / Составители: Нараев В.Н., Беляев А.Н., Александрова Е.А., Нараев А.В. - СПб: CПбГТИ(ТУ). 2004. – 38 с.
- Голиков Г.А. Руководство по физической химии: учебное пособие для химико-технологических специальностей вузов. – М.: ВШ, 1988. – 383 с.
Интернет ресурсы, содержащие электронные библиотеки, справочную
химическую информацию
1. Интернет-сайты сайты ведущих государственных ВУЗов и научных
организаций РФ: МГУ, СПбГУ, РХТУ, НГУ, РАН РФ и др.
2. Зарубежные ведущие научные и учебные центры: NBS USA, MTI UK, ChLab
Japan, NSRDS и др.
3. Интерактивная база данных книг и журналов SpringerLink.