Программа Форма ф со пгу 18. 2/06 Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі

1. Пәннің мақсаты мен міндеттері

Пәнді оқытудың қорытындасы бойынша студенттердің кристалдар мен минералдардың классификациясы туралы, кристалдар мен минералдардың оқыту әдістеместілік негізін және оның сипаты тәжірибелік мәннің зор минералды және тау жынымстары туралы көрініс болу керек. Металлография ұғымын және металлдар мен қорытпалардың металлографиялық зерттеу әдістерін білу керек,

• 
  Кристалдар оқытудың негізі әдістемесін білу керек, олардың топтастыру;
  
• 
  Минералдардың топтастыру;
  
• 
  Кеңдер және минералдар, олардың металлургияда тәжіриби орыны.
  
• 
  Материалдар қасиетердің және құрам, құрылым арасында тәуіелділік
  

- кристаллдарды және минералдарды топтастыру білу керек;

- минералдар белгілерін анықтау;

- материалдар негізгі сипатамаларын тәжірибелі жолымен анықтау;

- көміртекті және қоспаланған болат пен шойынның микроқұрылымын анықтау.
2 Пререквизиттар:

- химия;

- математика

Тематический план дисциплины

Форма Ф СО ПГУ 7.18.2/07

«Кристаллография және металлография» пәнін оқу кезінде метал және қорытпаларда болатын көптеген ағымдарды талдауды, метадар қорытпалардың қасиеті мен кристалдану кезіндегі байланысты, сонда крситалдың құрылу кезінде болатын беттік, нүктелік, сызықтық ақ кристалдар құрылымдарындағы ақаулар жайында және металдар қорытпаларда болатын процестермен атомды кристалдану құрылымы ақауларымен байланысты тұғызуды үйренеміз.

Кристаллдар және аморфты заттар жайында түсініктер. Минерал химиялық құрамы. Морфология және минералдардың физикалық қасиеттер. Минералдар түзілетін процестер. Минералдар классификациясы. Минерал парагенезисі. Минералдарды үйрену тәсілдері. Петрография. Пайдалы қазбалар табылған орны генезисінің негізгі теориялары және өндірістік түрлері.

Кристадану күйінің сипаттамасы. Анизотропия қасиеттер. Кристаллографияның эмпириялық заңдары. Кристалдарды көрсету геометриялық тәсілдер. Кеңістіктегі торлар, кристаллографиялық координациялық жүйелері. Кристаллографиялық бағыттар мен жазықтықтар индекстер. Гексагональды координаттар жүйесіндегі индекстер.

Симметрия. Симметрия элементтері және симметриялық құрылулар. Қарапайым және күрделі (құрама) элементтер симметриялары. Симметриның (нүктелік топтар) 32 класын қорытындылау. Сингония боыйнша кластарды бөлу. Жалпы анықтамалар және симметрия кластарын белгілеу жүйелері. Симметрия теңдеулері.

Кристалды құрылымдардың орналасу принциптері. Жинақталу коэффициенті (орналасу тығыздығы), координациялық сандар және координациялық көпжақтар. Атомдық радиус туралы түсінік.

Байланыс түрлері мен құрылымдар арасындағы қатынас. Орналасу тығыздығы теориясының көмегімен крситалдану құрылымын сипаттау. Металды құрылымдарының негізгі типтерінің кристаллохимиялық сипаттамасы.

4 тақырып. Нүктелік ақаулар.

Вакансиялр, түйін аралық атомдар, қоспаатомдары. Нүктелік ақаулардың қалыптасу механизмдері (Шоттки механизмі, Френкель ақаулары). Кристалды құрылымдардағы кеуектер, олардың түйін аралық атомдармен толтырылуы. Нүктелік ақаулардың айналасында кристалдық торлардың ығысуы.

Дислокация жайында түсінік, дислокациялар түрлері. Шекті дислокациялар, ығыстыру нәтижесінде болатын шекті дислокациялар. Дислокация сызығы. Дислокация ядросы. Винтті дислокация жылжуы.

Бөлік шекарасы жайында түсінік, олардың классификациялары. Аз бұрышты шекаралардың құрылуы. Полигонизация процесінің дислокациялы механизмы. Үлкен бұрышты шекаралар.

Қарапайым және ауыспалы металдар. Таза металдардағы атомды кристалдық құрылу. Кристалдық торлар. Металдардағы атом аралық байланыстар. Кристалды торлардағы атомдарды ығыстыру тәсілдері. Металды материалдардың физикалық қасиеттері (электрлі, магнитті қасиеттері, балқыту және булану температуралары, иондалған потенциалдар және басқалары).

Фазалық түрленудің жалпы заңдылықтары. Фазалардың еркін энергиясының температурадан тәуелділігі. Кристалдану процесінің термодинамикалық шарттары. Қатты фазаларда өскіндердің түзілу механизмдері. Гомогенді және гетерогенді пайда болуы. Кристалдардың өсуі және құрылу жылдамдығы. Кристалдардың өсу механизмі. Аса суыту дәрежесі. Кристалдың өсуі, құрылу жылдамдықтары мен балқымалардың суыту дәрежесі арасындағы өзара байланыс. Кристалдар пішіндері. Кристалдар пішіндеріне әсер ететін факторлар. Дендритті кристалдану және ликвация. Құйма құрылымы. Қуыстардың, газды қуыстардың пайда болуы. Зоналды ликвация. Құйма ішінде қоспаларды таралуы.

Металдардың серпімді және пластикалық деформациялары. Металдардың созу диаграммасы. Серпімді деформация кезінде металдарда болатын өзгерістер. Пластикалық деформация. Поликристалдардың пластикалық деформацияларының дислокациялық механизмдері. Ығысудың бағыты мен жазықтығы. Ығысу деформациясы және қосарлану. Пластикалық деформациясы кезінде металдардың беріктеуі.

Қатты ерітінділер. Ену және орын басу қатты ерітінділері. Шектелдген және шектелмеген қатты ерітінділер. Қатты күйдегі компоненттердің бір-біріне қатысты еруіне әсер ететін факторлар. Аралық фазалар.

Екі компонентті құймалардың кристалдануы және суыту кезінде қатты күйдегі құрылымы және фазалық құрамы. Фазалар тепе-тендігінің термодинамикалықө шарттары. Фазалар тепе-теңдігінің диаграммасын салу тәсілдері. Фазалар ережелері. Сұйық және қатты күйлердегі шексіз екі компоненттері бар фазалық диаграммалар жүйесі.

Үш компонентті жүйелердің фазалар диаграммасынының негізгі типтері.

Техникалық таза темір. Темір аллотропиясы. Межелік температурасы. Темірдің қасиетті. Темір-көміртегі жүйесінде құрылатын фазалардың атомды кристалдық құрылуы. Темір-көміртегі, темір-цементит жүйелерінің фазалық диаграммалары. Ақ және сұр шойындардың құрылымы және фазалық құрамның құрылуы.

№ 3 Минералды морфологиялық ерекшелерімен таңдау.

№ 4 Минералдарды қарапайым сапалы физикалық қасиетер көмегімен анықтау

2 тақырып. Геометриялық кристаллография негіздері.

№ 1 Кристалдар моделінің симметриялы элементтерін анықтау, симметрия түрлері, симметрия категориялары, сингониялары мен топтары.

№ 2 Кристаллдық көпқабырғалардың пішінін анықтау.

3 тақырып. Кристаллохимия элементтері.

№ 5 Минералдарды қыздырма қубырша көмегімен (құрғақ талдау) анықтау.

№ 6 Отқа төзімді материалдарды петрографиялық талдау.
3.4 Зертханалық сабақтардың мазмұны
7 тақырып Атомды-кристалдық құрылу.

№ 1. Металлографиялық микроскопты зерттеу

№ 2. Жарықты микроскоп бойынша микроқұрылымын зерттеу үшін үлгіні дайындау.

№ 3. Сандық металлографиялық анализі

№ 4. Пластикалы өзгерілген және рекристалдық металдын микроқұрылымы және қатылығы.

№ 5. Эвтектикалық, монотектикалық немесе перитектикалық өзгерістерімен екі жүйелі қорытпаның микроқұрылымы.

№ 6. Құйылған және ыстықөзгерілген көміртекті болатын макро- және микроқұрылымы.

№ 7. Техникалық темірдің және дуралюминий ескеру бойынша қатылықтын өзгерісі.

3.5 Студентердің өздік жұмысының мазмұны

1 тақырып – Минералдардың жүйелері.

Ұсынылған әдебиет: [1], 242 – 353 бет.

2 тақырып – Системалардың диаграммасы.

Ұсынылған әдебиет: [14], 109 – 158 бет.

3 тақырып – Шойындардың құрылысы. Шойындардың түрлері.

Ұсынылған әдебиет: [14], 203 – 219 бет.

4 тақырып – Әртүрлі түсті қорытпалар.

Ұсынылған әдебиет: [14], 628 – 630 бет.

Выписка из рабочего учебного плана специальности

Форма Ф СО ПГУ 7.18.1/10

4. 050709 «Металлургия» мамандығынын жұмыс оқу жоспарынан үзінді
Пән аталуы “Кристаллография және металлография”

№

Оқу нысаны

Бақылау түрі

Тәлімгер лердің жұмыс мөлшері, сағат

Курс және семестрлер бойынша сағаттың бөлінуі (сағат)

емтихан

сынақ

Курст.жоба.

Курстык жұм.

ЕГЖ

бақылау жұмысы

барлығы

Дәріс

тәжірибе.

зертхана

ОСӨЖ

СӨЖ

жалпы

ауд

СӨЖ

1.

Ортан ғы білім оқу

4

150

60 (45)

90

4 семестр

22,5

7,5

30 (15)

22,5

67,5

5. Әдебиет

5.1 Негізгі әдебиет

1. 
   Торопов Н.А., Булак Л.Н. Кристаллография и минералогия. Издание третье, переработанное и дополненное. – Ленинград, 1972. – 504 с.
   
2. 
   Торопов Н.А., Булак Л.Н. Лабораторный практикум по минералогии. – Стройиздат, Ленинградское отделение, 1969. – 240 с.
   
3. 
   Годовиков А.А. Минералогия. М.: Недра, 1975. – 520 с.
   
4. 
   Васильев Д.М. Физическая кристаллография: Учебное пособие для вузов. – М.: Металлургия, 1972. – 279 с.
   
5. 
   Гумилевский С.А. и др. Кристаллография и минералогия: Учебное пособие для вузов /Гумилевский С.А., Луговский Г.П., Киршон В.М., Гинзбург А.И. – М.: Высш.шк., 1972. – 280 с.
   
6. 
   Мейер К. Физико-химическая кристаллография /Пер. с нем.: Под ред. Щукина Е.Д. – М.: Металлургия, 1972. – 480 с.
   
7. 
   Лазаренко Е.К. Курс минералогии: Учебник для студентов геологических специальностей университетов. – 2-е изд. – М.: Высшая школа, 1971. – 607 с.
   
8. 
   Миловский А.Б. Минералогия и петрография: Учебник для техникумов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1973. – 368 с.
   
9. 
   Батти Х., Принг А. Минералогия для студентов: Пер. с англ. – М.: Мир, 2001. – 429 с.
   
10. 
    Кленов А.С. Занимательная минералогическая энциклопедия. – М.: Педагогика-Пресс, 2000. – 224 с.: ил.
    

12. Штрюбел Г., Циммер З.Х. Минералогический словарь. М.: Мир. 1987.

13. 
    Юшкин Н.П. Топоминералогия. М.: Недра, 1982.
    

5.2 Қосымша әдебиет

1. 
   Банн Ч. Кристаллы. Их роль в природе и науке.- М.: Мир, 1970. – 312с.
   
2. 
   Грум-Гржимайло С.В. Приборы и методы для оптического исследования кристаллов. - М.: «Наука», 1972. – 128с.
   
3. 
   Стойбер Р., Морзе С. Определение кристаллов под микроскопом /Пер. с англ.: Под ред. Петрова В.П. – М.: Мир, 1974. – 281 с.
   

5. Гаранин В.К., Кудрявцева Г.П. Применение электронно-зондовых приборов для изучения минерального вещества. М.: Недра, 1983.

6. Гинзбург К.И., Кузьмин В.И., Сидоренко Г.Д. Минералогические исследования в практике геологоразведочных работ. М. Недра, 1981.

7. Лахтин Ю.А. Материаловедение. – М.: Машиностроение, 1990. – 528с.