Structura şi deformarea materialelor

Titular de curs: conf. univ. Olga Şikimaka.

Pre-rechezit: Studii universitare de licenţă (ciclul I) Ştiinţe exacte.

Structura:    Curs teoretic – 20 ore;

Seminar/laborator –20 ore;

Activităţi individuale ale studentului – 110 ore.

Activităţi formative
Cursul are drept scop formarea la masteranzi a bazei conceptuale privind structura reală, plasticitatea şi durabilitatea materialelor şi metodele contemporane de testare a proprietăţilor mecanice ale materialelor prin audierea unui ciclu de prelegeri, urmate de seminare şi lucrări de laborator. Masteranzii se familiarizează cu legităţile şi procesele fizice, ce au loc la deformarea materialelor în macro-, micro- şi nanovolume şi factorii principali, care determină aceste procese. Cunoştinţele acumulate vor servi pentru înţelegerea rolului structurii şi proprietăţilor mecanice ale materialelor, inclusiv şi a celor dimensional limitate, în ştiinţa materialelor contemporană şi aplicarea acestor cunoştinţe în cele mai diverse domenii ale fizicii şi ingineriei.

Conţinutul cursului
Structura cristalină. Structura corpului solid, noţiuni generale. Structura cristalină. Tipuri de sisteme cristalografice. Descrierea nodurilor, direcţiilor şi planelor cristalografice. Clasificarea cristalelor după tipul legăturii chimice.
Defectele structurii cristaline. Tipurile defectelor reţelei cristaline. Defecte punctiforme. Termodinamica defectelor punctiforme. Formarea, migraţia şi anihilarea defectelor punctiforme. Noţiunea de dislocaţie. Tipurile principale şi proprietăţile dislocaţiilor. Vectorul Burgers. Energia dislocaţiei. Forţele de acţiune externe şi interne asupra dislocaţiei. Frînarea dislocaţiilor. Mecanismele de formare a dislocaţiilor. Sursa Frank-Reed. Metode de vizualizare a dislocaţiilor. Microscopia electronică de transmisie. Defecte planare ale reţelei cristaline: defecte de împachetare, graniţele granulelor, disclinaţii, macle.
Plasticitatea şi distrugerea materialelor. Stadiile principale de deformare ale materialelor. Mecanismele de distrugere a materialelor / cristalelor. Criteriul energetic de creştere a fisurii. Mecanismele de deformare a materialelor amorfe.
Metode de testare a proprietăţilor mecanice ale materialelor. Micro- şi nanoindentarea. Clasificarea metodelor de testare mecanică a materialelor. Deformarea de extensiune-comprimare. Creşterea rezistenţei la deformare. Testări de încovoiere. Bazele metodelor de macro-, micro- şi nanoindentare şi posibilităţile lor. Starea tensionată şi deformarea elasto-plastică din jurul amprentelor de duritate. Anizotropia proprietăţilor mecanice. Rezistenţă de fisurare la indentare. Influenţa temperaturii de deformare. Mecanismele de deformare la indentare. Proprietăţile mecanice ale materialelor dimensional limitate. Efectul de scară la indentare. Tehnologii de „nanoimprinting” pentru crearea nanostructurilor.

Lista surselor bibliografice obligatorii la curs
1. V. Suciu, M.-V. Suciu. Studiul materialelor. Editura Fair Partners, 2008.
2. Ч. Киттель. Введение в физику твердово тела. М., Наука, 1978.
3. А. Н. Орлов. Введение в теорию дефектов в кристаллах. М., Высшая школа, 1983.
4. И. И. Новиков. Дефекты кристаллического строения металлов. М., Металлургия, 1975.
5. Ю. А. Концевой, Ю. М. Литвинов. Э. А. Фаттахов. Пластичность и прочность полупроводниковых материалов и структур. М., Радиосвязь, 1982.
6. Ю. С. Боярская, Д. З. Грабко, М. С. Кац. Физика процессов микроиндентирования. Кишинев, Штиинца, 1986.
7. Iu.S. Boiarschi, M.I. Valcovschi, M.I. Medinschi. Microduritatea. Chişinău „Ştiinţa” 1992.
8. Ю.И. Головин. Наноиндентирование и его возможности. Москва «Машиностроение» 2009.

Evaluarea
Cursul include evaluări curente periodice la finalizarea compartimentelor sub formă de teste scrise. La fel, lucrul individual al masterandului este apreciat prin prezentarea referatului la una din temele propuse la subiectul cursului, care este susţinut oral la seminar. Cursul finalizează cu examen, care prezintă un test scris urmat de audiere orală. Nota finală la curs se va constitui din rezultatele evaluărilor curente, prezentarea referatului şi examenul final.