Materialvetenskap, 6 hp

Physical Metallurgy, 6 credits

TFYA21

Huvudområde

Teknisk fysik Fysik

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Kurstyp

Programkurs

Examinator

Per Eklund

Studierektor eller motsvarande

Magnus Johansson

Undervisningstid

Preliminär schemalagd tid: 42 h
Rekommenderad självstudietid: 118 h

Tillgänglig för utbytesstudenter

Ja
VOF = Valbar / Obligatorisk / Frivillig
Kursen ges för Termin Period Block Språk Ort/Campus VOF
6CMED Civilingenjör i medicinsk teknik 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6CMED Civilingenjör i medicinsk teknik (Medicintekniska material) 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla O
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Material- och nanofysik) 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Material- och nanofysik) 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Material- och nanofysik) 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Material- och nanofysik) 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Material- och nanofysik) 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Teori, modellering och visualisering) 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Teori, modellering och visualisering) 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Teori, modellering och visualisering) 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Teori, modellering och visualisering) 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Teori, modellering och visualisering) 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik (Material- och nanofysik) 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik (Teori, modellering och visualisering) 8 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6KFYN Fysik och nanovetenskap, kandidatprogram 6 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6MFYS Fysik och nanovetenskap, masterprogram 2 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V
6MMSN Materials Science and Nanotechnology, masterprogram 2 (VT 2017) 1 3 Engelska Linköping, Valla V

Huvudområde

Teknisk fysik, Fysik

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Fördjupningsnivå

A1X

Kursen ges för

  • Fysik och nanovetenskap, kandidatprogram
  • Civilingenjör i medicinsk teknik
  • Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik
  • Fysik och nanovetenskap, masterprogram
  • Materials Science and Nanotechnology, masterprogram
  • Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell

Förkunskapskrav

OBS! Tillträdeskrav för icke programstudenter omfattar vanligen också tillträdeskrav för programmet och ev. tröskelkrav för progression inom programmet, eller motsvarande.

Rekommenderade förkunskaper

Termodynamik och statistisk mekanik, Materiefysik

Lärandemål

Kursens målsättning är att ge en förståelse av material i en bred bemärkelse med metallegeringar, halvledare och keramer. Det innebär att studenten ska kunna:

  • förklara sambanden mellan ett ämnes syntes, struktur, sammansättning, egenskaper och användning.
  • förstå fastransformationer utifrån en termodynamisk beskrivning av fasta och smälta faser
  • beskriva atomers diffusionsrörelser i material med koncentrationsgradienter med Fick's och Darken's ekvationer.
  • söka kopplingar i materialförståelse med andra ämnen/kurser såsom metallurgi, halvledarteknik, hållfasthetslära, kristallära och materiefysik.
  • förklara principerna för framställning av funktionella, avancerade och extrema material (inkl. legeringar och nanostrukturer samt ultrarena och defektfria material,).
  • diskutera strukturella och funktionella materials mekaniska och elektroniska egenskaper utifrån en atomistisk bild med bl.a. dislokationer.
  • kunna problematisera ett givet materials hållfasthet och brottsmekanismer.

 

Kursinnehåll

Kursen behandlar olika klasser av material (halvledare, metallegeringar, keramer, polymerer) inkl. avancerade, funktionella och extrema material; Termodynamik för binära system; Fasdiagram; Jämvikt i lösningar; Metastabila tillstånd; Polytypbildning; Fasomvandlingar; Utskiljningsprocesser med eller utan kärnbildning; Kinetik för tillväxt; Diffusion som atomär process; Möjliga mikro- och nanostrukturer; Inverkan av punktdefekter (vakanser, interstitialer,..) och dislokationer; Koppling mellan teori, materialframställningsprocesser, materialstruktur/kemisk bindning och egenskaper; Elasticitet; Plasticitet; Brott; Termisk stabilitet. Kursen besvarar bl.a. följande utmanande frågor:

Avancerade material;

  • Vilka möjligheter ger oss nanoteknologin?
  • Vilka nya material har upptäckts i år?;
  • Hur kan material skräddarsys genom teori, modellering och beräkningar?

    Fasdiagram;
  • När kristalliserar en ädelgas?
  • Finns metalliskt väte? Med vad och hur kan man bäst dopa kisel eller kiselkarbid ?

    Diffusion;
  • När kan diffusion av atomer ske för att förstärka en koncentrationsgradient?

    Metallytor
  • Vad händer med gitterstrukturen och atomernas bindningar på gränsen mellan två kristallkorn?

    Kristalldefekter
  • Kan vakanser och interstitialer slå sig ihop?

    Stelning och kärnbildning
  • Är stelningstemperaturen verkligen lika med smälttemperaturen?
  • Spelar kylhastigheten någon roll för mikrostrukturen?

    Deformation
  • Vad händer med gitterstrukturen när man böjer ett material?

    Härdning
  • Varför blir stål hårt när man slår på det?

    Minnesmetaller
  • Hur kunde Uri Geller böja skedar genom att stryka fingret lätt över dem? LABORATION 1: Metallografi (identifiera faser i elektronmikroskop) LABORATION 2: Fraktografi (bli din egen haverikommission för en dag) LABORATION 3: Kaloriometri (tillämpad termodynamik - du får skapa fasdiagram)

     

Undervisnings- och arbetsformer

Föreläsningar, laborationer.

Examination

LAB1En laborationskurs1.5 hpU, G
TEN1En skriftlig tentamen4.5 hpU, 3, 4, 5
Tentamen utgörs av 9 frågor valda bland ca 90 instuderingsfrågor som distribueras under kursens gång. För godkänt krävs motsvarande ca 5 st korrekt besvarade frågor. För godkänt krävs även ett väl förberett och aktivt deltagande i laborationerna. Några frivilliga inlämningsuppgifter med fördjupande problemlösning kan ge ett antal bonuspoäng till tentamen.

Betygsskala

Fyrgradig skala, LiU, U, 3, 4, 5

Övrig information

Påbyggnadskurser: Tunnfilmsfysik, Materialtekniska analysmetoder, Nanofysik

Kursen bedrivs på ett sådant sätt att både mäns och kvinnors erfarenhet och kunskaper synliggörs och utvecklas.

Planering och genomförande av kurs skall utgå från kursplanens formuleringar. Den kursvärdering som ingår i kursen skall därför genomföras med kursplanen som utgångspunkt. 

Institution

Institutionen för fysik, kemi och biologi

Studierektor eller motsvarande

Magnus Johansson

Examinator

Per Eklund

Kurshemsida och andra länkar

http://www.ifm.liu.se/undergrad/fysikgtu/coursepage.html?selection=all&sort=kk

Undervisningstid

Preliminär schemalagd tid: 42 h
Rekommenderad självstudietid: 118 h

Kurslitteratur

D.A. Porter and K.E. Easterling: Phase transformations in Metals and Alloys (Van Nostrand Reinhold, London). Lab-PM, IFM
Kod Benämning Omfattning Betygsskala
LAB1 En laborationskurs 1.5 hp U, G
TEN1 En skriftlig tentamen 4.5 hp U, 3, 4, 5
Tentamen utgörs av 9 frågor valda bland ca 90 instuderingsfrågor som distribueras under kursens gång. För godkänt krävs motsvarande ca 5 st korrekt besvarade frågor. För godkänt krävs även ett väl förberett och aktivt deltagande i laborationerna. Några frivilliga inlämningsuppgifter med fördjupande problemlösning kan ge ett antal bonuspoäng till tentamen.

Kursplan

För varje kurs finns en kursplan. I kursplanen anges kursens mål och innehåll samt de särskilda förkunskaper som erfordras för att den studerande skall kunna tillgodogöra sig undervisningen.

Schemaläggning

Schemaläggning av kurser görs efter, för kursen, beslutad blockindelning. För kurser med mindre än fem deltagare, och flertalet projektkurser läggs inget centralt schema.

Avbrott på kurs

Enligt rektors beslut om regler för registrering, avregistrering samt resultatrapportering (Dnr LiU-2015-01241) skall avbrott i studier registreras i Ladok. Alla studenter som inte deltar i kurs man registrerat sig på är alltså skyldiga att anmäla avbrottet så att kursregistreringen kan 
tas bort. Avanmälan från kurs görs via webbformulär, www.lith.liu.se/for-studenter/kurskomplettering?l=sv. 

Inställd kurs

Kurser med få deltagare ( < 10) kan ställas in eller organiseras på annat sätt än vad som är angivet i kursplanen. Om kurs skall ställas in eller avvikelse från kursplanen skall ske prövas och beslutas detta av programnämnden. 

Föreskrifter rörande examination och examinator 

Se särskilt beslut i regelsamlingen: http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622678 

Examination

Tentamen

Skriftlig och muntlig tentamen ges minst tre gånger årligen; en gång omedelbart efter kursens slut, en gång i augustiperioden samt vanligtvis i en av omtentamensperioderna. Annan placering beslutas av programnämnden.

Principer för tentamensschemat för kurser som följer läsperioderna:

  • kurser som ges Vt1 förstagångstenteras i mars och omtenteras i juni och i augusti
  • kurser som ges Vt2 förstagångstenteras i maj och omtenteras i augusti och i oktober
  • kurser som ges Ht1 förstagångstenteras i oktober och omtenteras i januari och augusti
  • kurser som ges Ht2 förstagångstenteras i januari och omtenteras i påsk och i augusti 

Tentamensschemat utgår från blockindelningen men avvikelser kan förekomma främst för kurser som samläses/samtenteras av flera program.

  • För kurser som av programnämnden beslutats vara vartannatårskurser ges tentamina 3 gånger endast under det år kursen ges.
  • För kurser som flyttas eller ställs in så att de ej ges under något eller några år ges tentamina 3 gånger under det närmast följande året med tentamenstillfällen motsvarande dem som gällde före flyttningen av kursen.
  • Har undervisningen upphört i en kurs ges under det närmast följande året tre tentamina samtidigt som tentamen ges i eventuell ersättningskurs, alternativt i samband med andra omtentamina. Dessutom ges tentamen ytterligare en gång under det därpå följande året om inte programnämnden föreskriver annat.
  • Om en kurs ges i flera perioder under året (för program eller vid skilda tillfällen för olika program) beslutar programnämnden/programnämnderna gemensamt om placeringen av och antalet omtentamina. 

Anmälan till tentamen

För deltagande i tentamina krävs att den studerande gjort förhandsanmälan i Studentportalen under anmälningsperioden, dvs tidigast 30 dagar och senast 10 dagar före tentamensdagen. Anvisad sal meddelas fyra dagar före tentamensdagen via e-post. Studerande, som inte förhandsanmält sitt deltagande riskerar att avvisas om plats inte finns inom ramen för tillgängliga skrivningsplatser.

Teckenförklaring till tentaanmälningssystemet:
  ** markerar att tentan ges för näst sista gången
  * markerar att tentan ges för sista gången 

Ordningsföreskrifter för studerande vid tentamensskrivningar

Se särskilt beslut i regelsamlingen: http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622682

Plussning

Vid Tekniska högskolan vid LiU har studerande rätt att genomgå förnyat prov för högre betyg på skriftliga tentamina samt datortentamina, dvs samtliga provmoment med kod TEN och DAT. På övriga examinationsmoment ges inte möjlighet till plussning, om inget annat anges i kursplan.

Andra examinationsformer

För regler för omprov vid andra examinationsformer än skriftliga tentamina hänvisas till LiU-föreskrifterna för examination och examinator, http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622678. 

Försök till vilseledande

Vid grundad misstanke om att en student försökt vilseleda vid examination eller när en studieprestation ska bedömas ska enligt Högskoleförordningens 10 kapitel examinator anmäla det vidare till universitetets disciplinnämnd. Möjliga konsekvenser för den studerande är en avstängning från studierna eller en varning. För mer information se www.liu.se/disciplinnamnden.

Betyg

Företrädesvis skall betygen underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4) och med beröm godkänd (5) användas. Kurser som styrs av tekniska fakultetsstyrelsen fastställt tentamensschema skall därvid särskilt beaktas.

  1. Kurser med skriftlig tentamen skall ge betygen (U, 3, 4, 5).
  2. Kurser med stor del tillämpningsinriktade moment såsom laborationer, projekt eller grupparbeten får ges betygen underkänd (U) eller godkänd (G).

Examinationsmoment

  1. Skriftlig tentamen (TEN) skall ge betyg (U, 3, 4, 5).
  2. Examensarbete samt självständigt arbete ger betyg underkänd (U) eller godkänd (G).
  3. Examinationsmoment som kan ge betygen underkänd (U) eller godkänd (G) är laboration (LAB), projekt (PRA), kontrollskrivning (KTR), muntlig tentamen (MUN), datortentamen (DAT), uppgift (UPG).
  4. Övriga examinationsmoment där examinationen uppfylls framför allt genom aktiv närvaro som annat (ANN), basgrupp (BAS) eller moment (MOM) ger betygen underkänd (U) eller godkänd (G).

Rapportering av den studerandes examinationsresultat sker på respektive institution.

Regler

Universitetet är en statlig myndighet vars verksamhet regleras av lagar och förordningar, exempelvis Högskolelagen och Högskoleförordningen. Förutom lagar och förordningar styrs verksamheten av ett antal styrdokument. I Linköpings universitets egna regelverk samlas gällande beslut av regelkaraktär som fattats av universitetsstyrelse, rektor samt fakultets- och områdesstyrelser. 

LiU:s regelsamling angående utbildning på grund- och avancerad nivå nås på http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/Innehall/Utbildning_pa_grund-_och_avancerad_niva. 

D.A. Porter and K.E. Easterling: Phase transformations in Metals and Alloys (Van Nostrand Reinhold, London). Lab-PM, IFM
I = Introducera, U = Undervisa, A = Använda
I U A Moduler Kommentar
1. ÄMNESKUNSKAPER
1.1 Kunskaper i grundläggande (motsvarande G1X) matematiska och naturvetenskapliga ämnen
X
X
X
Termodynamiken för fastransfomationer i fast och flytande tillstånd
1.2 Kunskaper i grundläggande (motsvarande G1X) teknikvetenskapliga ämnen
X
X

                            
1.3 Fördjupade kunskaper (motsvarande G2X), metoder och verktyg inom något/några teknik- och naturvetenskapliga ämnen
X
X

                            
1.4 Väsentligt fördjupade kunskaper (motsvarande A1X), metoder och verktyg inom något/några teknik- och naturvetenskapliga ämnen

                            
1.5 Insikt i aktuellt forsknings- och utvecklingsarbete

                            
2. INDIVIDUELLA OCH YRKESMÄSSIGA FÄRDIGHETER OCH FÖRHÅLLNINGSSÄTT
2.1 Analytiskt tänkande och problemlösning
X
X

                            
2.2 Experimenterande och undersökande arbetssätt samt kunskapsbildning
X
X
X

                            
2.3 Systemtänkande
X
X

                            
2.4 Förhållningssätt, tänkande och lärande
X
X
Lära sig kaloriometri. Upptäcka att material kan existera i olika fastillstånd
2.5 Etik, likabehandling och ansvarstagande
X
Förberedande för industriell och akademisk karriär
3. FÖRMÅGA ATT ARBETA I GRUPP OCH ATT KOMMUNICERA
3.1 Arbete i grupp
X

                            
3.2 Kommunikation
X

                            
3.3 Kommunikation på främmande språk
X
X
Vokabulär på engelska/svenska
4. PLANERING, UTVECKLING, REALISERING OCH DRIFT AV TEKNISKA PRODUKTER OCH SYSTEM MED HÄNSYN TILL AFFÄRSMÄSSIGA OCH SAMHÄLLELIGA BEHOV OCH KRAV
4.1 Samhälleliga villkor, inklusive ekonomiskt, socialt och ekologiskt hållbar utveckling
X

                            
4.2 Företags- och affärsmässiga villkor
X

                            
4.3 Att identifiera behov samt strukturera och planera utveckling av produkter och system
X

                            
4.4 Att konstruera produkter och system
X

                            
4.5 Att realisera produkter och system
X

                            
4.6 Att ta i drift och använda produkter och system

                            
5. PLANERING, GENOMFÖRANDE OCH PRESENTATION AV FORSKNINGS- ELLER UTVECKLINGSPROJEKT MED HÄNSYN TILL VETENSKAPLIGA OCH SAMHÄLLELIGA BEHOV OCH KRAV
5.1 Samhälleliga villkor, inklusive ekonomiskt, socialt och ekologiskt hållbar utveckling för kunskapsutveckling
X

                            
5.2 Ekonomiska villkor för kunskapsutveckling
X

                            
5.3 Att identifiera behov samt strukturera och planera forsknings- eller utvecklingsprojekt
X

                            
5.4 Att genomföra forsknings- eller utvecklingsprojekt
X

                            
5.5 Att redovisa och utvärdera forsknings- eller utvecklingsprojekt

                            

Denna flik innehåller det material som är publikt i Lisam. Den information som publiceras här är inte juridiskt bindande, sådant material hittar du under övriga flikar på denna sida.

Det finns inga filer att visa.