Fakulteta za podiplomski študij

Kemija trdnega stanja

Predmet se izvaja v programu:
Podiplomski študijski program Fizika (tretja stopnja)

Cilji in kompetence

Študenti pridobijo znanje potrebno za razumevanje znanosti o materialih. V izhodišču se učijo o strukturi trdne snovi in spoznajo pomen kemijske in fizikalne vezi, kristalne (ne)urejenosti in kristalnih defektov na lastnosti materialov. Študenti dobijo vpogled v elektronsko strukturo kristalne snovi in jo primerjajo z elektronsko strukturo nanomaterialov – razumejo pomen predpone “nano”. Študenti razumejo visokotemperaturna fazna ravnotežja ter se naučijo termodinamske in kinetične obravnave faznih prehodov. Študenti se naučijo načrtovanja sinteze materialov, spoznajo različne procesne postopke in njihove fizikalno-kemijske zakonitosti ter osnovne metode karakterizacije trdne snovi.

Pogoji za vključitev v delo oz.
za opravljanje študijskih obveznosti

/

Vsebina

1. Kemijske vezi v trdni snovi – kemijske in fizikalne vezi, vpliv vrste vezi na lastnosti snovi

2. Kristalna struktura – vezi v kristalih, elektronska struktura kristalov, kristalne strukture nekaterih sodobnih materialov in nanomaterialov

3. Kristalni defekti in njihov vpliv na lastnosti snovi

4. Struktura nekristalinične snovi – amorfna snov, steklo, urejenost kratkega reda

5. Fazni diagrami in fazni prehodi (termodinamika in kinetika)

6. Sinteza in priprava materialov – delcev, keramike, plasti in prevlek, monokristalov, nanomaterialov in kompozitov, kemijski in fizikalni postopki, reakcijska kinetika, difuzija v trdnem, razvoj mikrostrukture, samourejanje in razvoj makrostrukture

7. Osnovnih metod karakterizacije trdne snovi – elektronska mikroskopija in elektronska difrakcija, rentgenska difrakcija, termična analiza, spektroskopske metode

8. Lastnosti materialov – kemijske, termične, mehanske, električne, dielektrične, optične, magnetne kot posledica značilnih vezi, kristalne (ne)urejenosti, mikrostrukture ter sklopitev različnih lastnosti v večfunkcionalnih materialih

Predvideni študijski rezultati

Pridobiti znanje za načrtovanje in razvoj materialov z želenimi lastnostmi na osnovi razumevanja strukture trdne snovi in vpliva le-te na fizikalno-kemijske lastnosti, na osnovi razumevanja faznih razmerij, kemijske sinteze in reakcijske kinetike ter poznavanja primernih metod karakterizacije.

Temeljna literatura in viri

1. A. R. West, Basic Solid State Chemistry, Wiley, 2nd Ed. (2009)

2. A. R. West, Solid State Chemistry and Its Applications, Wiley (1990)

3. C. N. R. Rao, J. Gopalakrishnan, New Directions in Solid State Chemistry,

Cambridge University Press, 2nd Ed. (1997)

4. V. I. Dyabkov, Reaction Diffusion and Solid State Chemical Kinetics, IPMS Publications (2002)

5. R. J. Borg, G. J. Dienes, The Physical Chemistry of Solids, Academic Press Inc. (1992)

6. J. P. Jolivet, Metal Oxide Chemistry and Synthesis, Wiley (2000)

7. W.D. Kingery, H. K. Bowen, D. R. Uhlmann, Introduction to Ceramics, John Wiley & Sons (1976)

8. Y.M. Chiang, D. Birnie III, W.D. Kingery, Physical Ceramics, John Wiley & Sons (1997)

Načini ocenjevanja

Ustni izpit / Seminarska naloga (80/20)

Reference nosilca

Redni profesor s področja materiali na Univerzi v Novi Gorici.

Bibliografija

Univerzitetna koda predmeta: 3FIi20

Letnik: 1

Predavatelj:

ECTS: 12

Obseg:

  • Predavanja: 30 ur
  • Seminar: 30 ur
  • Samostojno delo: 300 ur

Vrsta predmeta: izbirni predmet

Jeziki: angleški

Metode poučevanja in učenja:
individualno delo s študenti, domače naloge iz izbranih poglavij, priprava seminarske naloge iz osnovnih konceptov povezanih s študentovim doktorskim raziskovalnim delom.