English | Log ind

47304 Keramiske processer og materialer

2023/2024

Dette kursus vil give dig grundlæggende viden om egenskaberne, anvendelsen og processeringen af de keramiske materialer, som i dag anvendes i forskning og i industrien.
Kursusinformation
Ceramic science and engineering
Engelsk
10
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
F2 (man 13-17, tors 8-12)
Campus Lyngby
Forelæsninger, gruppe- og individuelt arbejde samt laboratorieøvelser
Sikkerhed i laboratoriet indgår som en del af kurset.
Der vil være kursusevaluering i løbet af kurset.
13-uger
F2B
Mundtlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
Løbende evaluering med gruppevise minipræsentationer og minirapporter hver anden forelæsningsgang efterfulgt af peer feedback. Aflevering af en omfattende grupperapport med en længere gruppepræsentation mod slutningen af kurset. Den afsluttende mundtlige eksamen afholdes for hver studerende med tilstedeværelse af en ekstern censor. Evalueringen vil være baseret på den studerendes samlede præstation i forbindelse med minipræsentationerne, minirapporterne, den omfattende afsluttende rapport og præsentation, sammen med den mundtlige eksamen.
Uden hjælpemidler
7-trins skala , ekstern censur
21380 og 26140
(26000/26027/26026).­(10303/41681/41659/41650) , Grundlæggende kendskab til kemi, fysik og materialevidenskab, f.eks. et kursus fra hver af disse grupper af kurser: (26000/26027/26026) og (10303/​41681/​41659/​41650). Bachelor i Kemi og Teknologi, Fysik og Nanoteknologi, General Engineering (Advanced Materials og Future Energy), Produktion og Konstruktion eller tilsvarende bacheloruddannelse
Minimum 10 Maksimum: 50
Andreas Kaiser , Lyngby Campus, Bygning 301, Tlf. (+45) 4677 5889 , akai@dtu.dk
Apurv Dash , Lyngby Campus, Bygning 301 , adash@dtu.dk
47 Institut for Energikonvertering- og lagring
I studieplanlæggeren
Dette kursus giver den studerende en mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
Overordnede kursusmål
Keramiske materialer og deres udvikling har betydelig indflydelse på vores dagligdag. Opfattelsen af keramik som fajance, tallerkener, mursten, fliser, glas eller cement har ændret sig i nyere tid. Udviklingen af nye strukturelle og funktionelle keramiske materialer har gradvist ført til nye, avancerede teknologiske anvendelser, som omfatter forskellige produkter som tændrør, fiberoptik, hofteimplantater, space shuttle fliser, racerbilbremser, micropositioners, kemiske sensorer, selvsmørende lejer og kropsrustning. Disse anvendelser indikerer en stor efterspørgsel efter nye avancerede keramiske materialer til fremtidige teknologier.

Gennem forelæsninger, gruppearbejde og laboratorieøvelser samt kontakt med industrien får de studerende en oversigt over traditionelle og avancerede keramiske materialer, herunder forskellige anvendelser, egenskaber og struktur af keramiske materialer samt deres produktionsmetoder og karakterisering. De studerende vil også få indføring i litteratursøgning og rapportskrivning. Dette kursus sætter de studerende i stand til at vælge optimale keramiske materialer med de krævede egenskaber, designe et produkt og fremstille det ved hjælp af en passende metode til en given anvendelse. Samlet set vil dette kursus give ingeniørstuderende de nødvendige værktøjer til deres fremtidige karriere inden for industri, forskning eller som beslutningstagere.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Forklare krystalstrukturen af keramiske materialer
  • Finde og analysere fasediagrammerne for keramiske materialer
  • Forklare og beregne fysiske, mekaniske og funktionelle egenskaber af keramiske materialer
  • Udvælge et keramisk materialer til et industrielt formål
  • Forklare metoder til forarbejdning, formgivning og sintring af keramik
  • Vælge og analysere keramiske forarbejdningsmetoder og designe en fremstillingsproces til produktion af keramisk teknikkomponent med fokus på teknologier til bæredygtighed, eksempelvis keramiske brændselsceller, elektrolyse eller membraner
  • Forstå anvendelsen af elektronmikroskopi, overfladearealmålinger og termisk analyse til karakterisering af keramiske materialer
  • Vurdere sikkerhed og udføre en praktisk laboratorieøvelse omhandlende sintring og karakterisering af keramik
  • Vurdere produktion og brug af keramer baseret på industrirelevante temaer i forhold til FN's bæredygtigshedsmål
Kursusindhold
Egenskaber af keramiske materialer: fysiske, termiske, mekaniske, elektriske, magnetiske, kemiske.
Fasediagrammer (binære og ternære), krystalstrukturer.
Behandling af keramiske pulvere. Formning af keramik: presning, støbning, plastisk faconpresning.
Tørring og sintring af keramiske legemer.
Karakterisering af keramik: røntgendiffraktion, differentiel termisk analyse, termisk ekspansion (dilatometer), partikelstørrelse og partikelstørrelsesfordeling, måling af styrke, sejhed og hårdhed, overfladeareal (BET), porøsimetri, optisk mikroskopi, elektronmikroskopi, Raman-spektroskopi.
Tiltag der øger materialets brudsejhed. Design af keramik. Fremstilling og brug af keramer i et bæredygtigt samfund.
Litteraturhenvisninger
I kurset anvendes alene undervisningsmateriale som er gratis tilgængelig for den studerende via DTU Learn. Anbefalede lærebøger: D.W. Richerson, Modern Ceramic Engineering. 3rd or 4th Edition. Taylor and Francis, 2006 (tilgængelig på DTU Bibliotek) eller C. B. Carter and M. G. Norton, Ceramic Materials Science and Engineering, 2nd edition, Springer, 2013 (tilgængelig gratis online).
Sidst opdateret
05. december, 2023