Рабочая программа учебной дисциплины Ф ТПУ 7.1 – 21/01

Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1 – 21/01
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
УТВЕРЖДАЮ
Директор института
___________В. В. Лопатин
«___» ___________ 20__ г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ
НАПРАВЛЕНИЕ (СПЕЦИАЛЬНОСТЬ) ООП
150100 «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИИ МАТЕРИАЛОВ»
ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ (СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ, ПРОГРАММА) Материаловедение и
технологии материалов (по областям): в машиностроении
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) бакалавр
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011г.
КУРС 2 СЕМЕСТР 4
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ 3
ПРЕРЕКВИЗИТЫ: Математика, химия, физика, общее материаловедение и технологии
материалов, экология
КОРЕКВИЗИТЫ: Материаловедение, технологии нанесения покрытий, поверхностное
упрочнение и модификация поверхности, технологии нанесения покрытий
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
Лекции
18
часов (ауд.)
Лабораторные занятия
часов (ауд.)
Практические (семинарские) занятия
36
часов (ауд.)
Курсовой проект в
семестре
____
часов (ауд.)
Курсовая работа в _____ семестре
____
часов (ауд.)
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ 54 час.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА 36 час.
ИТОГО 90 час.
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ очная
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ:
Экзамен в
семестре
Зачет в 4 семестре
ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ: кафедра ММС ИФВТ
Заведующий кафедрой _____________ В.Е. Панин
Руководитель ООП
_____________ Б.Б. Овечкин
Преподаватель
______________ Е.А. Иванова
2011 г.
Документ: Рабочая программа
Разработчик: Иванова Е.А, доцент каф. ММС, к.т.н.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1 – 21/01
1. Цели освоения модуля (дисциплины)
Формирование у обучающихся знаний и умений в области учения о коррозии и
защите металлов. Сформировать знания о физических основах протекания
самопроизвольного разрушения металлов (коррозии), а также о факторах ускоряющих или
замедляющих этот процесс. Научить анализу выбора металла и метода его защиты от
воздействия агрессивных сред для эффективной работы изделия.
2. Место модуля (дисциплины) в структуре ООП
Математический и естественнонаучный цикл. Вариативная часть Б2.В.6. Для
успешного освоения курса студент должен освоить программы дисциплин: математика,
химия, физика, общее материаловедение и технологии материалов, экология. Параллельно
с данной дисциплиной могут изучаться курсы: Материаловедение, технологии нанесения
покрытий, поверхностное упрочнение и модификация поверхности, технологии нанесения
покрытий.
3. Результаты освоения модуля (дисциплины)
В результате освоения дисциплины студент должен/будет:
знать
виды коррозии металлов; механизмы коррозионных процессов; влияние внешних и
внутренних факторов на скорость коррозии; показатели коррозионной стойкости металлов;
способы защиты металлов от коррозии;
уметь
анализировать причины и следствия коррозионного разрушения металлов;
оценивать коррозионную стойкость металлов и сплавов;
владеть (методами, приёмами)
основными понятиями и законами коррозии металлов, знаниями о механизмах
коррозионных процессов в целях защиты деталей машин и механизмов от коррозионного
разрушения при изготовлении и обработке (термической, химико-термической и т.п.), а также
при эксплуатации; современными методами исследования для изучения коррозионных
процессов.
В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие
компетенции:
1.Универсальные (общекультурные)
 культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию
информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
 готовностью к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3);
 способностью находить организационно-управленческие решения в нестандартных
ситуациях и готов нести за них ответственность (ОК-4);
 умением использовать нормативные правовые документы в своей деятельности
(ОК-5);
 стремлением к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства, к
устранению пробелов в знаниях и к обучению на протяжении всей жизни (ОК-6);
 сознанием социальной значимости своей будущей профессии, высокой мотивацией
к выполнению профессиональной деятельности (ОК-8);
2
Разработчик: Иванова Е.А., доцент каф. ММС, к.т.н.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1 – 21/01
 владением основными методами защиты производственного персонала и населения
от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ОК-14);
2. Профессиональные (общепрофессиональные, в научно-исследовательской, расчетноаналитической, в производственной, проектно-технологической и в организационноуправленческой деятельности)
 владеть основами методов исследования, анализа, диагностики и моделирования
свойств веществ (материалов), физических и химических процессов в них и в
технологиях получения, обработки и модификации материалов, некоторыми
навыками их использования в исследованиях и расчетах (ПК-3);
 владеть навыками использования принципов и методик комплексных
исследований, испытаний и диагностики материалов, изделий и процессов их
производства,
обработки
и
модификации,
включая
стандартные
и
сертификационные испытания (ПК-6);
 уметь использовать на практике современные представления наук о материалах, о
влиянии микро- и нано- масштаба на свойства материалов, взаимодействии
материалов с окружающей средой, электромагнитным излучением и потоками
частиц (ПК-7);
 уметь применять основные типы современных неорганических и органических
материалов для решения производственных задач, владеть навыками выбора
материалов для заданных условий эксплуатации с учетом требований
технологичности, экономичности, надежности и долговечности, экологических
последствий их применения (ПК-9);
 владеть навыками использования технических средств для измерения и контроля
основных параметров технологических процессов, свойств материалов и изделий
из них (ПК-11);
 владеть основами системы управления качеством продукции и навыками
внедрения этой системы (ПК-15);
4. Структура и содержание модуля (дисциплины)
4.1 Приводится аннотированное содержание разделов модуля (дисциплины):
Введение: Содержание и значение курса, его связь с предыдущими дисциплинами.
Исторический обзор коррозии. Учебная литература.
Тема 1. Основы учения о коррозии и защите металлов и сплавов.
Классификация коррозионных процессов.
Тема 2. Химическая коррозия металлов.
Основы химической коррозии металлов. Пленки окислов на металлах. Кинетика
химической коррозии металлов.
Тема 3. Защита металлов от химической коррозии.
Методы защиты металлов от химической коррозии.
Тема 4. Электрохимическая коррозия металлов.
Основы электрохимической коррозии металлов. Понятие о возникновении
электродных потенциалов в металлических системах при их погружении в растворы
электролитов. Различные схемы протекания коррозии металлов в растворах
электролитов.
3
Разработчик: Иванова Е.А., доцент каф. ММС, к.т.н.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1 – 21/01
Тема 5. Защита металлов от электрохимической коррозии.
Методы защиты металлов от электрохимической коррозии.
4.2 Структура дисциплины по разделам и видам учебной деятельности.
Таблица 1 – Структура дисциплины по разделам и формам организации обучения
Название раздела/темы
Введение
1. Основы учения о коррозии и
защите металлов и сплавов
2. Химическая коррозия металлов
3. Защита металлов от химической
коррозии
4. Электрохимическая коррозия
металлов
5. Защита металлов от
электрохимической коррозии
Итого
Аудиторная работа (час)
ЛК
ПР/Сем. ЛАБ
1
–
–
2
3,5/0
–
СРС
(час)
–
6
Контр Итого
раб.
–
1
0,5
12
3
4
6/0
6,5/2
–
–
6
8
0,5
0,5
15,5
21
4
7/0
–
8
0,5
19,5
4
6,5/2
–
8
0,5
21
18
29,5/4
–
36
2,5
90
5. Образовательные технологии
Специфика сочетания методов и форм организации обучения отражена в матрице
(см. табл. 2).
Таблица 2 – Методы и формы организации обучения (ФОО)
ФОО
ЛК
ПР/Сем.
Методы
IT-методы
18
Работа в команде
Case-study
Игра
Методы проблемного
8
обучения
Обучение
10
на основе опыта
Опережающая
самостоятельная работа
Проектный метод
Поисковый метод
Исследовательский метод
Другие методы
* - Тренинг, ** - Мастер-класс
Тр*.,
МК**
СРС
К. пр.
20
29,5
29,5
30
4
25,5
36
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов
4
Разработчик: Иванова Е.А., доцент каф. ММС, к.т.н.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1 – 21/01
Характеристика всех видов и форм самостоятельной работы студентов, включая
текущую и творческую/исследовательскую деятельность студентов:
6.1
Текущая СРС, направленная на углубление и закрепление знаний студента,
развитие практических умений, заключается в следующем:
 работа с лекционным материалом, поиск литературы и электронных источников
информации по проблеме курса,
 опережающая самостоятельная работа,
 изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку,
 подготовка к практическим и семинарским занятиям;
 подготовка к контрольным работам, к зачету.
6.2
Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа (ТСР),
ориентированная на развитие интеллектуальных умений, комплекса универсальных
(общекультурных) и профессиональных компетенций, повышение творческого
потенциала студентов включает:
 поиск, анализ, структурирование информации,
 анализ научных публикаций по заранее определенной преподавателем теме.
6.3. Содержание самостоятельной работы студентов по модулю (дисциплине)
СРС состоит в проработке лекционного материала, подготовке к практическим
занятиям и контрольным работам и в выполнении индивидуальных заданий.
Образцы тем индивидуальных заданий (выдаются по усмотрению преподавателя
для отстающих студентов на проработку пропущенной темы):
Задание № 1. – Явление пассивации металлов под влиянием окислительной среды.
Задание № 2. – Основные способы защиты металлов от газовой коррозии, применяемые в
современной промышленности (практике).
Задание № 3. – Основные способы защиты металлов от электрохимической коррозии,
применяемые в современной технике.
На самостоятельную проработку выносятся следующие темы дисциплины:
1. Классификация пленок окислов по толщине.
2. Условие сплошности пленочных покрытий.
3. Напряжения и дефекты толстых пленок окислов.
4. Внешние и внутренние факторы химической коррозии металлов.
5. Внешние и внутренние факторы электрохимической коррозии металлов.
6.4
Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм:
самоконтроль и контроль со стороны преподавателя. Текущий и итоговый контроль
производится в соответствии с рейтинговой системой.
Образцы вопросов для самоконтроля
1) Что такое коррозия и эрозия металлов? Чем они отличаются?
2) Какие пленки на металлах называются тонкими?
3) Чем химическая коррозия металлов отличается от электрохимической?
6.5
Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
1) Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов.
2) Томашев Н.Д. Коррозия и защита металлов.
3) Клинов И.Я. Коррозия химической аппаратуры и коррозионностойкие материалы.
4) Акимов Г.В. Теория коррозии и защиты металлов.
5) Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов. Расчеты.
6) Улич С.А. Техника борьбы с коррозией.
5
Разработчик: Иванова Е.А., доцент каф. ММС, к.т.н.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1 – 21/01
7) Кравцов В.В. Коррозия и защита конструкционных материалов. Принципы защиты от
коррозии.
7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения модуля
(дисциплины)
Для оценки текущей успеваемости проводятся рубежные контрольные работы после
изучения каждого раздела модуля (дисциплины), оценка промежуточной аттестации
студентов по итогам освоения модуля (дисциплины) проводится в виде зачета по билетам.
Перечень заданий и вопросов рубежных контрольных работ и билетов итогового контроля
(зачета) дают возможность студенту продемонстрировать своим ответом, а преподавателю
оценить степень усвоения теоретических и фактических знаний, приобретенные
студентами, практические умения, профессиональные и универсальные (общекультурные)
компетенции студентов.
Образцы вопросов контрольных (рубежных) работ:
Контрольная работа № 1
1. Что является продуктом коррозии?
2. В чём причина коррозии?
Контрольная работа № 2
1. Возможен ли процесс химической коррозии при условии ΔGТ < 0?
2. Как называют пленку продуктов химической коррозии на металлах, если её
толщина от 400 до 5000 Å?
Контрольная работа № 3
1. Перечислите теории жаростойкого легирования.
2. Перечислите внешние факторы, влияющие на химическую коррозию.
Контрольная работа № 4
1. Какие два механизма протекания процесса электрохимической коррозии
возможны. В чём они заключаются?
2. Зарисуйте схему электрохимического коррозионного процесса и опишите её.
Контрольная работа № 5
1. Опишите процесс катодного процесса кислородной деполяризации. (Зарисуйте
схему.)
2. Чем отличаются коррозионные процессы с водородной деполяризацией от
коррозионных процессов с кислородной деполяризацией?
Образцы вопросов и задач билетов итогового контроля (зачета):
Вопросы:
1. Что изучает наука о коррозионном разрушении металлов?
2. Межкристаллитная коррозия сплавов. Причины явления и сплавы, для которых это
явление характерно.
3. Что называют химической коррозией металла и какие условия необходимы для
развития этого явления?
4. Законы роста защитных пленок на металлах в ходе развития газовой коррозии.
Задачи:
1.
Определите парциальное давление кислорода в газообразной среде, ниже
которого невозможна газовая коррозия никеля при стандартных условиях. Приведите
уравнение соответствующей реакции.
6
Разработчик: Иванова Е.А., доцент каф. ММС, к.т.н.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1 – 21/01
2.
Определите термодинамическую возможность газовой коррозии изделия из
никеля при температуре 2000ºК под действием кислорода с парциальным давлением
рО2=0,4 атм. Приведите уравнение соответствующей реакции.
3.
Установите закон роста толщины оксидной пленки на поверхности меди в ходе её
окисления на воздухе при температуре Т=50ºС. В каком случае толщина пленки
возрастет в большее число раз, если время контакта металла с газовой средой
увеличить с 20 до 40 ч или с 40 до 80 ч? В начальный момент времени оксидной пленки
на поверхности не было. Приведите уравнение реакции окисления металла с
кислородом.
8. Рейтинг качества освоения модуля (дисциплины)
При изучении дисциплины "Коррозия и защита металлов" используется рейтинговая
система оценки знаний студентов. В соответствии с рейтинговой системой текущий
контроль производится ежемесячно в течение семестра путем балльной оценки качества
усвоения теоретического материала (ответы на вопросы) и результатов практической
деятельности (решение задач, выполнение заданий, решение проблем).
Промежуточная аттестация (зачет) производится в конце семестра также путем
балльной оценки. Итоговый рейтинг определяется суммированием баллов текущей оценки
в течение семестра и баллов промежуточной аттестации в конце семестра по результатам
зачета. Максимальный итоговый рейтинг соответствует 100 баллам (60 – текущая оценка
в семестре, 40 – промежуточная аттестация в конце семестра). В нее входят:
1) посещение лекционных занятий
9 лк х 1 б
9 баллов
2) посещение практических занятий и
семинаров, выполнение заданий
18 пр/сем. х 1,5 б 27 баллов
3) выполнение (рубежных)
контрольных работ
5 кр х 4,8 б
24 баллов
5) рейтинг зачета
40 баллов
Недели
Таблица 3 – Рейтинг-план освоения модуля (дисциплины) в течение семестра
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Текущий контроль
Теоретический материал
Разделы
Введение.
Модуль 1
Модуль 1.
Модуль 2
Модуль 2
Модуль 3
Модуль 3
Модуль 4
Модуль 4
Модуль 5
Модуль 5
Вопросы
Баллы
Практическая деятельность
Задачи
Задания
Проблемы
Итого
Баллы
1
1
по М1
1
1
1
1
1
1
1
1
Баллы
КР
по М2
1,5
по М2
1,5
по М3
по М3
по М4
по М4
7
Разработчик: Иванова Е.А., доцент каф. ММС, к.т.н.
6,3
КР
6,3
КР
3
6,3
3
7,3
1
2,5
1
2,5
1
7,3
1
3
6,3
3
Недели
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1 – 21/01
Текущий контроль
Теоретический материал
Разделы
Вопросы
13
14
15
16
17
18
Сумма баллов в семестре
Баллы
Практическая деятельность
Задачи
Задания
Проблемы
по М4
по М5
по М5
КР
по М5
Сем.
Сем.
9
КР
Итого
Баллы
Баллы
1,5
7,8
3
6,3
3
1,5
51
1,5
7,8
3
6,3
3
1,5
60
Дополнительными баллами поощряются активные студенты за участие в олимпиадах
(по профилю дисциплины), написание рефератов, досрочную сдачу домашнего задания.
Студент допускается к сдаче зачета, если он выполнит учебный план (посещение
лекционных занятий, посещение практических занятий и семинаров, выполнение заданий,
выполнение контрольных (рубежных) работ и т.д.) и набрал не менее 50 баллов.
Максимальный рейтинг экзамена составляет 40 баллов. Форма проведения зачета по билетам. Зачет считается сданным, если студент набрал не менее 10 баллов.
Общий рейтинг переводится в оценку исходя из суммы баллов за выполнение
учебного плана и сдачи зачета по соотношению:
от 55 до 69 баллов
удовлетворительно;
от 70 до 89 баллов
хорошо;
более 90 баллов
отлично.
При недостатке в семестре баллов для допуска к зачету студент может
дополнительно набрать баллы, выполняя индивидуальные самостоятельные задания.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение модуля (дисциплины)
 основная литература:
1. Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов. – М.: Металлургия, 1986. –
476 с.
2. Томашев Н.Д. Коррозия и защита металлов. – Изд. АН СССР, 1969. – 684 с.
3. Тодт Ф. Коррозия и защита от коррозии; Коррозия металлов в промышленности.
— Л.: Химия, 1967. — 709 с.
 дополнительная литература:
1. Семенова, Инна Владимировна. Коррозия и защита от коррозии. — М.:
Физматлит, 2002. — 336 с.
2. Клинов,
Иосиф
Яковлевич.
Коррозия
химической
аппаратуры
и
коррозионностойкие материалы. — М.: Машиностроение, 1967. — 468 с.
10. Материально-техническое обеспечение модуля (дисциплины)
При изложении и изучении дисциплины используется следующее материальнотехническое обеспечение:
1) мультимедийное оборудование 108 и144 ауд. 8 корп. ТПУ при чтении лекций;
2) компьютерный класс;
8
Разработчик: Иванова Е.А., доцент каф. ММС, к.т.н.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1 – 21/01
3) действующее лабораторное оборудование;
При самостоятельной проработке домашних заданий и написания индивидуальных
работ студентам рекомендуется пользоваться библиотечным фондом литературы
(учебниками и периодическими изданиями), а также методическими указаниями по
выполнению самостоятельных и практических работ.
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями
ФГОС по направлению и профилю подготовки 150100 «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И
ТЕХНОЛОГИИ МАТЕРИАЛОВ».
Программа одобрена на заседании каф. ММС ИФВТ
(протокол № ___ от «___» __________ 20__ г.).
Автор – доц., к.т.н. Е.А. Иванова
Рецензент – доц., к.ф.-м.н. Б.С. Зенин
9
Разработчик: Иванова Е.А., доцент каф. ММС, к.т.н.