Poslovno-tehniška fakulteta

Sodobni materiali

Predmet se izvaja v programu:
Študijski program druge stopnje Gospodarski inženiring

Cilji in kompetence

Osnovni cilj predmeta je naučiti študente osnovnih principov znanosti o materialih in jih informirati o sodobnih trendih razvoja na tem področju.

Kompetence: Študentje se spoznajo s parametri, s katerimi opisujemo funkcionalne lastnosti modernih materialov. Prikazani bodo mehanizmi, ki so odgovorni za tvorbo kristalografskih napak. Pregled osnovnih značilnosti tehnološko pomembnih materialov bo vseboval kovine, polprevodnike, polimere in nanostrukturirane materiale.

Pogoji za vključitev v delo oz.
za opravljanje študijskih obveznosti

Za uspešno osvajanje snovi je potrebno predhodno znanje, ki ga študentje pridobijo pri predmetih: Tehniška fizika in Inženirska kemija na prvostopenjskem študiju

Vsebina

1. Kristalne strukture

  • Struktura atoma
  • Vrste medatomskih vezi
  • Kristalne mreže

2. Sinteza materialov

  • Difuzija
  • Fazna ravnotežja
  • Sinteza v trdnem stanju
  • Obarjanje
  • Hidrotermalna sinteza
  • Monokristali

3. Napake v kristalih

  • Točkaste napake
  • Razsežne napake

4. Vrste materialov

  • Kovine
  • Polimeri
  • Silikati
  • Ogljikove strukture
  • Ceramics
  • Stekla
  • Kompoziti

5. Funkcionalne lastnosti

  • Mehanske lastnosti
  • Termične lastnosti
  • Električne lastnosti
  • Magnetne lastnosti
  • Optične lastnosti

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje:

Študentje se najprej seznanijo z osnovnimi principi elektronske strukture atomov, kemijske vezi in kristalografije. Sledi obravnava difuzijskih procesov in faznih ravnotežij. Osrednji del predmeta je posvečen razumevanju lastnosti materialov. V tem delu bodo študenti osvojili znanja s področja termičnih, mehanskih, električnih, magnetnih in optičnih lastnosti.

Po zaključku predmeta se pričakuje od študentov, da bodo imeli splošen pregled nad sestavo in funkcionalnimi lastnosti materialov vseh štirih snovnih kategorij: kovine, polimeri, anorganski nekovinski sistemi in kompoziti.

Temeljna literatura in viri

Callister’s Materials Science and Engineering, (adapted by R. Balasubramanian), John Wiley and Sons, Inc., New York (2014).

Načini ocenjevanja

ocena seminarja, ustni izpit 40/60

Reference nosilca

prof. dr. Matjaž Valant, Redni profesor za področje materialov na Univerzi v Novi Gorici.

Izobrazba in akademski naslovi:

- Univerzitetna diploma iz kemije, 21/3/1991, FKKT, Univerza v Ljubljani,

- Doktorat, 30/11/1995, Institut Jožef Stefan, FNT Univerza v Ljubljani;

- Podoktorski študij, 01/10/1997 – 31/9/1998, Department of Materials Science and Engineering, University of Pennsylvania, Philadelphia, ZDA

- Docentura, 01/11/2002, za področje anorganske in splošne kemije, Univerza v Mariboru

- Izredni profesor 28/11/2007, za področje materialov, Univerza v Novi Gorici

- Redni profesor 18/1/2013, za področje materialov, Univerza v Novi Gorici

Publikacije (vir Google Scholar):

število vseh publikacij: 190

število vseh citatov: >6800

h-indeks: 45

vabljena predavanja: 63 (od tega 6 plenarna)

število patentov: 11

Redno zaposlen na UNG.

1.BENČINA, Metka, VALANT, Matjaž, PITCHER, Michael W., FANETTI, Mattia. Intensive visible-light photoactivity of Bi- and Fe-containing pyrochlore nanoparticles. Nanoscale, ISSN 2040-3364, 2014, vol. 6, iss. 2, str. 745-748, doi: 10.1039/C3NR04260J. [COBISS.SI-ID 3046395]

2. VALANT, Matjaž, ARČON, Iztok, MIKULSKA, Iuliia, LISJAK, Darja. Cation order-disorder transition in Fe-doped 6H-BaTiO[sub]3 for dilute room-temperature ferromagnetism. Chemistry of materials, ISSN 0897-4756. [Print ed.], 2013, vol. 25, no. 17, str. 3544-3550, doi: 10.1021/cm402353t. [COBISS.SI-ID 26970151]

3.F. Le Goupil, A.-K. Axelsson, L.J. Dunne, M. Valant, G. Manos, T. Lukasiewicz, J. Dec, A. Berenov, N. McN. Alford Anisotropy of the Electrocaloric Effect in Lead-Free Relaxor Ferroelectrics /Adv. Energy Mater.,/1301688 (2014)

4. VALANT, Matjaž. Electrocaloric materials for future solid-state refrigeration technologies. Progress in Materials Science, ISSN 0079-6425. [Print ed.], 2012, vol. 57, no. 6, str. 980-1009. [COBISS.SI-ID 2210043]

5.VALANT, Matjaž, KOLODIAZHNYI, Taras, ARČON, Iztok, AGUESSE, Frederic, AXELSSON, Anna-Karin, ALFORD, Neil McN. The origin of magnetism in Mn-doped SrTiO [sub] 3. Advanced functional materials, ISSN 1616-301X, maj 2012, vol. 22, no. 10, str. 2114-2122. [COBISS.SI-ID 2265083]

Univerzitetna koda predmeta: 2GI016

Letnik: 1

Nosilec predmeta:

Predavatelj:

Asistent:

ECTS: 6

Obseg:

  • Predavanja: 22 ur
  • Seminar: 8 ur
  • Samostojno delo: 120 ur

Vrsta predmeta: izbirni predmet

Jeziki: slovenski

Metode poučevanja in učenja:
• predavanja • vaje iz osnov kristalografije na računalniških simulacijah. • seminarji iz sodobnih tematik znanosti o materialih