Кафедра хімічної технології композиційних матеріалів

[PO_03_23] Матеріалознавство

Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Рівень вищої освіти
Галузь знань	16 - Хімічна та біоінженерія
Спеціальність	161 - Хімічні технології та інженерія
Освітня програма	161Б ХТІ - Хімічні технології та інженерія (ЄДЕБО id: 63986)
Статус дисципліни	Нормативна
Форма здобуття вищої освіти	Очна
Рік підготовки, семестр	2 курс, осінній семестр
Обсяг дисципліни	5 кред. (Лекц. 36 год, Практ. год, Лаб. 36 год, СРС. 78 год )
Семестровий контроль/контрольні заходи	Залік
Розклад занять	https://rozklad.kpi.ua
Мова викладання	Українська
Інформація про керівника курсу / викладачів	Лекц.: Миронюк О. В., Лаб.: Баклан Д. В., СРС.: Савченко Д. О.
Розміщення курсу	https://classroom.google.com/c/NzA3OTcyODAxODEy?cjc=ai6uu47

Програма навчальної дисципліни

1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Матеріалознавство – це міждисциплінарна галузь науки, що вивчає залежність між складом, структурою та властивостями матеріалів у взаємозв'язку з технологією їх отримання та переробки, умовами експлуатації та вартістю, і яка спрямована на створення нових матеріалів, що задовольняли б потреби людини.

Вивчення основ виробництва найбільш поширених матеріалів дозволяє краще розуміти принципи використання цих матеріалів та керувати їх властивостями. Вміння робити правильний вибір сировинних матеріалів та їх технології виробництва, корегувати властивості отриманих продуктів є ключовим для бакалавра з хімічних технологій та інженерії освітньої програми «Хімічні технології та інженерія».

В ході вивчення даної дисципліни студент повинен одержати уявлення про те, що таке полімери та мінеральні в'яжучі матеріали, яка їх будова та який її вплив на властивості цих матеріалів. Ознайомитися з теоретичними та практичними питаннями процесів синтезу полімерів та їх переробки у вироби з потрібним комплексом властивостей, композиційними матеріалами різного призначення

Предмет освітньої компоненти: склад, виробництво, структура та властивості найбільш поширених неорганічні і органічних зв'язуючих та композиційних матеріалів, що використовуються в сучасному світі.

Метою освітньої компоненти є формування у здобувачів вищої освіти рівня бакалавр компетенцій:

Знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності (ЗК03)
Здатність використовувати сучасні матеріали, технології і конструкції апаратів в хімічній інженерії (ФК04)

Після засвоєння освітньої компоненти «Матеріалознавство неорганічних і органічних зв'язуючих та композиційних матеріалів» здобувачі вищої освіти рівня бакалавр мають продемонструвати такі результати навчання:

Розуміти основні властивості конструкційних матеріалів, принципи та обмеження їх застосування в хімічній інженерії (ПР06);

Зокрема знання в:

класифікації неорганічних і органічних зв'язуючих та композиційних матеріалів;
основних сировинних матеріалів для виробництва неорганічних і органічних зв'язуючих та композиційних матеріалів
процесів, які відбуваються при виробництві неорганічних і органічних зв'язуючих та композиційних матеріалів
принципи використання неорганічних і органічних зв'язуючих та композиційних матеріалів

уміння:

проводити вибір сировинних матеріалів для виробництва неорганічних і органічних зв'язуючих та композиційних матеріалів;
вирішувати задачі вибору обладнання для виробництва неорганічних і органічних зв'язуючих та композиційних матеріалів;
проводити вибір неорганічних і органічних зв'язуючих та композиційних матеріалів в залежності від умов експлуатації.

2. Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

Знання з освітніх компонентів першого року підготовки програми:

Загальної та неорганічної хімії, Техніки хімічного експерименту Фізики, Вищої математики

3. Зміст навчальної дисципліни

...

Розділ 1. Матеріалознавство полімерних матеріалів

Тема 1 – Поняття про полімери як матеріали. Класифікація полімерів за хімічним складом і властивостми. Особливості полімерів, які відрізняють їх від інших матеріалів.

Тема 2 – Синтез полімерів полімерізацією та поліконденсацією.

Тема 3 – Особливості структури високомолекулярних матеріалів.

Тема 4 – Поліолефіни

Тема 5 – Полівінілхлорид та Полістирол

Тема 6 – Поліуретани та Поліакрилати

Тема 7 – Фенол-формальдегідні та епоксидні смоли

Тема 8 – Поліаміди та Полісилоксани

Тема 9 – Композиційні матеріали на основі полімерів

Розділ 2. Матеріалознавство неорганічних в’яжучих матеріалів

Тема 1. Основи неорганічних в’яжучих матеріалів. Типи та історія розвитку технології в’яжучих.

Тема 2. Гіпсові в’яжучі. Види гіпсових в’яжучих. Нормативні документи. Сировина. Технологія виробництва. Обладнання. Властивості. Методи визначення характеристик готового продукту. Використання гіпсових в’яжучих

Тема 3. Повітряне вапно. Нормативні документи. Сировина. Способи виробництва. Властивості. Методи визначення характеристик готового продукту. Гідратація повітряного вапна. Гідратне вапно. Гасіння вапна. Використання вапна

Тема 4. Портландцемент загальнобудівельного призначення. Вимоги нормативних документів. Сировинні матеріали. Методи розрахунку сировинної суміші. Основні характеристики та мінералогічний склад портландцементного клінкеру. Типи мікроструктури клінкеру. Способи виробництва портландцементного клінкеру. Паливо для випалу. Помел цементу. Методи визначення характеристик готового продукту

Розділ 3.

Тема 1. Композиційні матеріали. Класифікація композитів за матрицею, функції, які виконують елементи композитів, проектування композитів.

4. Навчальні матеріали та ресурси

Базова:

1. Пащенко О.О., Сербін В.П., Старчевська О.О. В’яжучі матеріали. – К.: Вища школа, 1995.- 437с.

2. Л. Й. Дворкін. Будівельні в'яжучі матеріали. – Рівне: НУВГП, 2019 – 622 с.

3. В’яжучі матеріали: Підручник / Р. Ф. Рунова, Л. Й. Дворкін, О. Л. Дворкін, Ю. Л. Носовський – К. : Основа, 2012. – 448 с.

4. Суберляк О.В., Баштаннік П.І Технологія формування виробів з пластмас. – К.: 1996. 108 с.

Додаткова:

1. Будівельне матеріалознавство. Підручник. Дворкін Л.Й., Лаповська С.Д. К.: Кондор-Видавництво, 2017. – 472 с.

Навчальний контент

5. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Лекційні заняття

Вичитування лекцій з дисципліни проводиться паралельно з виконанням студентами лабораторних робіт, практичних занять та розглядом ними питань, що виносяться на самостійну роботу. При читані лекцій застосовуються засоби для відеоконференцій (Google Meet) та ілюстративний матеріал у вигляді презентацій, які розміщені на платформі Sikorsky-distance. Після кожної лекції рекомендується ознайомитись з матеріалами, рекомендованими для самостійного вивчення, а перед наступною лекцією – повторити матеріал попередньої.

№	Дата	*Опис заняття, викладач*
1.	03.09.2024	Вступне заняття. Об’єкт та предмет курсу. Структура курсу, особливості проведення лабораторних робіт. РСО з курсу: правила нарахування балів та види контролю. Миронюк О.В.
2.	10.09.2024	Загальні відомості та основні поняття. Класифікація полімерів. Основні властивості полімерів та пластичних мас на їх основі. Савченко Д,О.
3.	17.09.2024	Способи отримання полімерів: полімеризація та поліконденсація. Савченко Д,О.
4.	24.09.2024	Конфігурація макромолекул. Конформація макромолекул. Молекулярно-масовий розподіл в полімерах. Короткі відомості про кристалічний та аморфний стан в полімерах. Савченко Д,О.
5.	01.10.2024	Поліетилен та Поліпропілен. Савченко Д,О.
6.	08.10.2024	Полівінілхлорид та Полістирол. Савченко Д,О.
7.	15.10.2024	Поліуретани та Поліакрилати Савченко Д,О.
8.	22.10.2024	Фенол-формальдегідні та епоксидні смоли Савченко Д,О.
9.	29.10.2024	Поліаміди та Полісилоксани Савченко Д.О. проведення першої МКР
10.	05.11.2024	Композиційні матеріали: склад і функції компонентів. Вступ до основ формування композитів та вибору інгредієнтів. Миронюк О.В.
11.	12.11.2024	Історія розвитку виробництва в’яжучих матеріалів. Основні терміни технології в’яжучих матеріалів. Токарчук В.В.
12.	19.11.2024	Гіпсові в’яжучі. Види гіпсових в’яжучих. Нормативні документи. Сировина. Технологія виробництва. Обладнання. Властивості. Методи визначення характеристик готового продукту. Використання гіпсових в’яжучих Токарчук В.В.
13.	26.11.2024	Повітряне вапно. Нормативні документи. Сировина. Способи виробництва. Властивості. Методи визначення характеристик готового продукту Токарчук В.В.
14.	03.12.2024	Гідратація повітряного вапна. Гідратне вапно. Гасіння вапна. Використання вапна Токарчук В.В.
15.	10.12.2024	Портландцемент загальнобудівельного призначення. Вимоги нормативних документів.Сировинні матеріали. Методи розрахунку сировинної суміші. Токарчук В.В.
16.	17.12.2024	Основні характеристики та мінералогічний склад портландцементного клінкеру. Типи мікроструктури клінкеру. Токарчук В.В.
17.	24.12.2024	Способи виробництва портландцементного клінкеру. Паливо для випалу. Помел цементу. Методи визначення характеристик готового продукту Токарчук В.В. проведення другої МКР
18.	31.12.2024	Заключне заняття. Підведення підсумків курсу. *Проведення заліку з ОК. Всі лектори курсу*

Лабораторні заняття

Метою лабораторних занять є закріплення теоретичних знань, отриманих на лекціях та в процесі самостійної роботи з літературними джерелами в ході вивчення освітнього компоненту. Матеріал лабораторних робіт спрямований на одержання досвіду виконання практичних задач хімічної технології шляхом використання методів дослідження властивостей матеріалів.

№	Дата (за розкладом)	Група
№	Дата (за розкладом)	ХН-31	ХО-31	ХЕ-31	ХМ-31
1	06.09	Ідентифікація пластиків	Зерновий склад та дисперсність компонентів сухих будівельних сумішей	Особливості виробництва, властивості альфа та бета модифікацій гіпсового в’яжучого	Створення гелевих матеріалів
2	20.09	Створення гелевих матеріалів	Ідентифікація пластиків	Зерновий склад та дисперсність компонентів сухих будівельних сумішей	Особливості виробництва, властивості альфа та бета модифікацій гіпсового в’яжучого
3	04.10	Особливості виробництва, властивості альфа та бета модифікацій гіпсового в’яжучого	Створення гелевих матеріалів	Ідентифікація пластиків	Зерновий склад та дисперсність компонентів сухих будівельних сумішей
4	18.10	Зерновий склад та дисперсність компонентів сухих будівельних сумішей	Особливості виробництва, властивості альфа та бета модифікацій гіпсового в’яжучого	Створення гелевих матеріалів	Ідентифікація пластиків
5	01.11	Виготовлення поліуретанових пін	Густина, об'ємна та насипна маси в'яжучих матеріалів	Вплив втягнутого повітря на властивості бетонних та розчинових сумішей	Виготовлення дисперсій на основі акрилатних полімерів
6	15.11	Виготовлення дисперсій на основі акрилатних полімерів	Виготовлення поліуретанових пін	Густина, об'ємна та насипна маси в'яжучих матеріалів	Вплив втягнутого повітря на властивості бетонних та розчинових сумішей
7	29.11	Вплив втягнутого повітря на властивості бетонних та розчинових сумішей	Виготовлення дисперсій на основі акрилатних полімерів	Виготовлення поліуретанових пін	Густина, об'ємна та насипна маси в'яжучих матеріалів
8	13.12	Густина, об'ємна та насипна маси в'яжучих матеріалів	Вплив втягнутого повітря на властивості бетонних та розчинових сумішей	Виготовлення дисперсій на основі акрилатних полімерів	Виготовлення поліуретанових пін
9	27.12	Проведення заліку з лабораторних робіт

6. Самостійна робота студента

Самостійна робота студента

Самостійна робота студента (СРС) протягом семестру включає повторення лекційного матеріалу, виконання розрахунков-графічної роботи, оформлення протоколів за результатами лабораторних робіт, підготовку до МКР, підготовку до захисту лабораторних робіт, підготовку до заліку. Рекомендована кількість годин, яка відводиться на зазначені види робіт:

№	Вид СРС	Годин на 1 од	Годин всього
1	Повторення лекційного матеріалу для закріплення	0,5	9
2	Підготовка до отримання допуску лабораторних робіт	0,5	4
3	Опрацювання протоколів лабораторних робіт (виконання розрахунків, оформлення)	3	24
4	Підготовка до захисту лабораторних робіт	1	8
5	Підготовка до МКР	4	8
6	Виконання розрахункової роботи	18	18
7	Підготовка до заліку	7	7
		*Загалом*	78

Політика та контроль

7. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

У звичайному режимі роботи університету лекції, практичні та лабораторні заняття проводяться в навчальних аудиторіях.

У змішаному режимі лекційні заняття проводяться через платформу дистанційного навчання Сікорський, а лабораторні роботи - очно (оффлайн) на базі 21 корпусу КПІ ім. Ігоря Сікорського.. Відвідування лекцій, та лабораторних занять є обов’язковим.

Для допуску до виконання лабораторних робіт здобувач вищої освіти повинен: 1. Пройти на почтаку курсу інструктаж з техніки безпеки та поведінці в разі оголошення сигналу "Повітряна тривога"; 2. На лабораторне заняття мати при собі роздрукований протокол лабораторної роботи. Перед початком заняття ознайомитися з суттю роботи, планом виконання; 3. Пройти співбесіду з викладачем, яка полягає у відповідях на питання щодо плану проведення роботи, її суті, фізико-хімічних явищах, що лежать в її основі.

Політика дедлайнів та перескладань: визначається п. 8 Положення про поточний, календарний та семестровий контроль результатів навчання в КПІ ім. Ігоря Сікорського https://kpi.ua/grading

Політика щодо академічної доброчесності: визначається політикою академічної чесності та іншими положеннями Кодексу честі університету, детальніше: https://kpi.ua/academic-integrity.

8. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

Види контролю встановлюються відповідно до Положення про поточний, календарний та семестровий контроль результатів навчання в КПІ ім. Ігоря Сікорського https://kpi.ua/grading:

Поточний контроль: проведення модульних контрольних робіт, Допуск, виконання і оформлення протоколу лабораторних робіт, захист лабораторних робіт, виконання розрахункової роботи.
Календарний контроль (атестація): проводиться двічі на семестр як моніторинг поточного стану виконання вимог силабусу

Семестровий контроль: залік.

Рейтингова система оцінювання (РСО) результатів навчання

Рейтингова система оцінювання з освітньої компоненти "Матеріалознавство" включає оцінювання заходів поточного контролю з дисципліни впродовж семестру. Рейтингова оцінка здобувача складається з балів, отриманих здобувачем за результатами заходів поточного контролю.

Умови допуску до заліку:

1) отримання двох атестацій з курсу та/або ліківдація заборгованостей до 24.12.2024

2) здача всіх оформлених протоколів з лабораторних робіт в паперовому вигляді до 24.12.2024;

3) здача розрахункової роботи до 15.12.2024;

Здобувачі, які виконали всі умови допуску до заліку та мають рейтингову оцінку 60 і більше балів, отримують відповідну до набраного рейтингу оцінку без додаткових випробувань.

Зі здобувачами, які виконали всі умови допуску до заліку та мають рейтингову оцінку менше 60 балів, а також з тими здобувачами, хто бажає підвищити свою рейтингову оцінку, на останньому за розкладом занятті з дисципліни в семестрі викладач проводить семестровий контроль у вигляді залікової контрольної роботи або співбесіди.

Бали за окремі види робіт:

Модульна контрольна робота (МКР) складається з двох частин, кожна з яких має ваговий бал 10. Загальний максимум за МКР становить 20 балів.

Розрахунково-графічна робота (РГР) полягає у виконанні завдання за визначеною темою. Максимальна кількість балів склаадє 16.

Допуск, виконання і оформлення протоколу лабораторних робіт (ДЛР) – 8 по 4 бали = 32 бали

Допуск – 1 бал

Виконання – 1 бал (активна участь – 1 бал, неактивна, без особистого виконання – 1 бал)

Оформлення протоколу – 2 бали (не зданий до дедлайну протокол або в протоколі принципово помилкові/відсутні дані, відсутній висновок – 0 балів; в протоколі містяться неточності, похибки, висновок сформульований неправильно – 1 бал, протокол оформлений правильно – 2 бали)

Захист лабораторних робіт (ЗЛР) (проходження тесту по 2 питання на кожну лабораторну роботу на 2 бали) – 8 по 4 = 32 балів

Максимальний рейтинг R, який може отримати студент за виконання всіх типів робіт в семестрі складає:

R=МКР+РГР+ДЛР+ЗЛР=20+16+32+32=100 балів

Здобувачі, які виконали всі умови допуску до заліку та мають рейтингову оцінку менше 60 балів, а також ті, хто бажає підвищити свою рейтингову оцінку проводиться залікова контрольна робота яка містить три теоретичних запитання (завдання) і одне практичне. Кожне запитання (завдання) оцінюється за такими критеріями:

Кожне питання оцінюється у 25 балів.

Система оцінювання теоретичних та практичних питань:

«відмінно», повна відповідь (не менше 95% потрібної інформації) – 23–25 балів;
«дуже добре» достатньо повна відповідь (не менше 85% потрібної інформації, або незначні неточності) – 21 – 24 бали;
«добре», правильна по суті відповідь з деякими неточностями (не менше 75% потрібної інформації) – 19 – 20 балів;
«задовільно», неповна відповідь (не менше 60% потрібної інформації та деякі помилки) – 12 – 18 балів;
«незадовільно», незадовільна відповідь – 0 балів.

Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою

Кількість балів	Оцінка
100-95	Відмінно
94-85	Дуже добре
84-75	Добре
74-65	Задовільно
64-60	Достатньо
Менше 60	Незадовільно
Не виконані умови допуску	Не допущено

9. Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)

В цьому курсі передбачена можливість зарахування результатів неформальної освіти, зокрема, проходження онлайн навчання на платформах Prometheus, Coursera та ін. Результати опанування курсу можуть бути зараховані при умові: 1. Надання здобувачем сертифікату про успішне закінчення курсу до 20.12.2024 р. 2. Близькість тематики курсу до тематики освітньої компоненти "Матеріалознавство" (встановлюється викладачем, тому краще узгодити це з ним до початку проходження курсу). Кількість зарахованих годин (кредитів ЄКТС) визначається виходячи з сертифікату і може бути здійснена за рахунок лекційних годин і годин самостійної роботи студента з опанування теоретичної частини курсу. Години лабораторних робіт при цьому не використовуються.

Опис матеріально-технічного та інформаційного забезпечення дисципліни

Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено Миронюк О. В.; Баклан Д. В.; Савченко Д. О.;
Ухвалено кафедрою ХТКМ (протокол № №5 від 24.06.2024 )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № №10 від 21.06.2024 )