Materiaaliopin perusteet 1 (5op)
Opintojakson tunnus: C-10122-MSE--100
Opintojakson perustiedot
- Laajuus
- 5 op
- Korkeakoulu
- Tampereen yliopisto
Osaamistavoitteet
Opiskelija osaa suomentaa englanninkielisen kirjallisuuden kurssilla käsiteltävät keskeiset materiaaliopilliset termit ja selittää niiden tarkoituksen. Kurssin jälkeen opiskelija pystyy kommunikoimaan kollegoiden ja asiantuntijoiden kanssa materiaalikentän keskeisten käsitteiden avulla. Keskeisten käsitteiden ymmärtäminen on myös edellytys materiaaliopin myöhempien kurssien kannalta.Opiskelija ymmärtää kiteisyyden käsitteen, osaa nimetä yleisimmät metallien yksikkökopit, ymmärtää suuntien ja tasojen käsitteet ja osaa indeksoida kideopillisia suuntia ja tasoja, sekä piirtää suuntia ja tasoja eri kidesysteemien yksikkökoppeihin. Nämä perustaidot luovat pohjan muun muassa röntgendiffraktion perustan sekä kiteisten metallisten materiaalien pysyvän muodonmuutoksen perustan ymmärtämiseen. Opiskelijat ymmärtävät röntgendiffraktion perustan kiteisissä materiaaleissa, tietävät röntgendiffraktometrin toimintaperiaatteen ja osaavat ratkaista yksinkertaisia yleisimpiin kidesysteemeihin liittyviä röntgendiffraktion laskennallisia ongelmia.Opiskelija tunnistaa kiteisten materiaalien yleisimmät kidevirheet ja ymmärtää kuinka virheet teoriassa ja käytännössä vaikuttavat kiteisten materiaalien ominaisuuksiin. Opiskelija osaa selittää diffuusio-ilmiön käsitteen ja ymmärtää diffuusion perustan kiteisissä materiaaleissa. Opiskelija osaa ratkaista yksinkertaisia diffuusioon liittyviä laskennallisia ongelmia ja tarvittaessa soveltaa tietämystään yksinkertaisiin diffuusioon liittyviin käytännön ongelmiin esimerkiksi kiteisten metallimateriaalien lämpökäsittelyjen saralla.Opiskelija ymmärtää keskeisten metallisten materiaalien mekaanisia ominaisuuksia kuvaavien käsitteiden merkityksen ja osaa kuvailla materiaalin mekaanisia ominaisuuksia käsitteiden avulla sekä arvioida materiaalin soveltuvuutta käyttökohteeseen ominaisuuksien perusteella. Opiskelija pystyy hakemaan standardin verkkokirjastosta ja osaa esittää mittausdataa taulukkolaskentaohjelmalla standardissa esitetyllä tavalla. Opiskelija pystyy mittausdatasta määrittämään ja raportoimaan standardissa esitetyllä tavalla keskeiset mekaaniset ominaisuudet.Opiskelija osaa selittää elastisen ja plastisen muodonmuutoksen perustan kiteisissä metallimateriaaleissa ja ymmärtää erilaisten kidevirheiden vaikutuksen plastiseen muodonmuutokseen. Opiskelija tunnistaa erilaiset dislokaatiotyypit ja ymmärtää liukutasojen sekä liukusuuntien käsitteet ja eri kidesysteemien vaikutuksen materiaalien mekaanisiin ominaisuuksiin. Opiskelija osaa selittää kuinka metallien lujuuteen voidaan vaikuttaa erilaisilla metallien lujittamismenetelmillä. Opiskelija ymmärtää pysyvän muodonmuutoksen ja lämpötilan välisen yhteyden toipumis-, rekristallisaatio- ja rakeen kasvu -ilmiöiden taustalla sekä ilmiöiden vaikutuksen materiaalien mekaanisiin ominaisuuksiin metallisia materiaaleja lämpökäsiteltäessä.Opiskelija osaa käyttää taulukkolaskentaohjelmistoa tiedon käsittelemiseen ja tiedon esittämiseen.
Sisältö
YdinsisältöKiteisten materiaalien rakenne. Kidesysteemit ja yksikkökopit, kiderakenteen suunnat ja tasot. Röntgendiffraktio.Kiderakenteen virheet (pistemäiset, viivamaiset, tasomaiset ja kolmiulotteiset virheet).Diffuusio. Diffuusion lämpötilariippuvuus. Elastinen ja plastinen muodonmuutos. Keskeiset mekaaniset ominaisuudet (kimmokerroin, myötölujuus, murtolujuus, murtovenymä, tasavenymät ja kovuus). Jännitys ja venymä ja jännitys-venymä -kuvaajan muodostaminen ja tulkinta.Plastisen muodonmuutoksen mekanismit metalleissa ja metallien lujittumismekanismit. Kidevirheiden ja kidesysteemin vaikutus mekaanisiin ominaisuuksiin. Metallisten materiaalien liukusysteemit. Toipuminen, rekristallisaatio ja rakeenkasvu.
Lisätiedot
Tämä opintojakso on tarkoitettu materiaalitekniikan pääaineopiskelijoille ja muille kuin konetekniikan opiskelijoille. Konetekniikan opiskelijat suorittavat opintojakson MSE.150 Materiaaliopin perusteet konetekniikan opiskelijoille, jonka sisältö vastaa osittain opintojaksoja MSE.100 Materiaaliopin perusteet 1 ja MSE.110 Materiaaliopin perusteet 2. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan.