Grunder i materialvetenskap, 6 hp (TFYA77)

Fundamentals in Materials Science, 6 credits

Huvudområde

Teknisk fysik Fysik

Nivå

Avancerad nivå

Kurstyp

Programkurs

Examinator

Wei-Xin Ni

Studierektor eller motsvarande

Magnus Boman

Tillgänglig för utbytesstudenter

Ja
Kursen ges för Termin Period Block Språk Ort VOF
6MFYS Fysik och nanovetenskap, masterprogram 1 (HT 2018) 1 2 Engelska Linköping v
6MMSN Materials Science and Nanotechnology, masterprogram 1 (HT 2018) 1 2 Engelska Linköping o
6CMMM Civilingenjör i maskinteknik (Konstruktionsmaterial) 7 (HT 2018) 1 2 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, japanska 7 (HT 2018) 1 2 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, spanska 7 (HT 2018) 1 2 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, kinesiska 7 (HT 2018) 1 2 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, franska 7 (HT 2018) 1 2 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, tyska 7 (HT 2018) 1 2 Engelska Linköping v
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik 7 (HT 2018) 1 2 Engelska Linköping v
VOF = Valbar / Obligatorisk / Frivillig

Huvudområde

Teknisk fysik, Fysik

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Fördjupningsnivå

A1X

Kursen ges för

  • Masterprogram i fysik och nanovetenskap
  • Masterprogram i Materials Science and Nanotechnology
  • Civilingenjör i maskinteknik
  • Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell
  • Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik

Förkunskapskrav

OBS! Tillträdeskrav för icke programstudenter omfattar vanligen också tillträdeskrav för programmet och ev. tröskelkrav för progression inom programmet, eller motsvarande.

Rekommenderade förkunskaper

Envariabelanalys, Flervariabelanalys, Linjär algebra och Mekanik.

Lärandemål

Materialvetenskap är en fusion av tvärvetenskapliga teorier och metoder från 1980-talet, och täcker ett brett spektrum av vetenskapliga och tekniska aspekter. Det primära målet för denna introduktionskurs är att ge studenterna en kunskapsbas för kvantteori, fasta tillståndets kemi, termodynamik och kinetik, med relevanta matematiska verktyg och många tillämpningsexempel i materialvetenskap, för att underlätta fortsatta studier och förstå hur syntestekniker, strukturer och egenskaper hos olika material relateras till varandra, speciellt avseende kristallina fasta material i bulk-, tunnfilms- och nanoskale-strukturer. Efter kursen förväntas studenten:

  • kunna beskriva ett material utifrån ett kvantmekaniskt perspektiv, från enskilda atomer och interatomära bindningar till kristallina periodiska strukturer
  • förstå hur strukturen styr egenskaper av olika material på både mikroskopiska och makroskopiska nivåer
  • kunna förklara massverkans- och fasomvandlings-processer hos fasta material, baserat på både termodynamiska och kinetiska överväganden
  • ha kunskap om några vanliga metoder för materialsyntes och tillväxt med avseende på bakomliggande fysik och kemi, samt ha kunskap om hur framställningsteknikerna påverkar strukturerna och egenskaperna hos ett material
  • kunna utveckla en process för att framställa (syntetisera eller växa) det önskade materialet, och beräkna syntes- (tillväxt-) hastigheten med hjälp av kinetiska ekvationer för motsvarande kemiska reaktion.

Kursinnehåll

Kvantteori och atomstruktur: Våg-partikeldualism, vågfunktioner, Schrödingerekvationen och grundläggande kvantmekanik, Bohrs atommodell, kvantmekaniska modeller och elektronkonfigurationer i en atom etc.

Kemisk bindning och molekylära strukturer: Egenskaper hos bundna atomer, modeller för kemisk bindning och hybridisering, Born-Oppenheimerapproximationen och molekylorbitalteori etc.

Fasta tillståndets kemi: Materietillstånd och fasövergångar, kärnbildning och sammansättning av kristaller, gitter och struktursymmetri, fundamentala egenskaper hos olika materia etc.

Termodynamik och kinetik i materialvetenskap: Kemiska energier och första huvudsatsen, kemisk jämvikt och andra huvudsatsen, kemisk kinetik och reaktionsmekanismer etc. 

Undervisnings- och arbetsformer

Föreläsningar, lektioner och laborationer i små grupper.

Examination

TEN2Skriftlig tentamenU, 3, 4, 54 hp
UPG2InlämningsuppgifterU, G1 hp
LAB1LaborationerU, G1 hp
KTR1Frivilliga kursmomentU, G0 hp

Betygsskala

Fyrgradig skala, LiU, U, 3, 4, 5

Övrig information

Påbyggnadskurser: Kvantmekanik, Materiefysik 1, Materiafysik 2, Mjuka material

Om undervisningsspråk

Undervisningsspråk visas på respektive kurstillfälle på fliken "Översikt".

  • Observera att även om undervisningsspråk är svenska kan delar av kursen ges på engelska.
  • Om undervisningsspråk är Svenska/Engelska kan kursen i sin helhet ges på engelska vid behov.
  • Om undervisningsspråk är Engelska ges kursen i sin helhet på engelska. 

Övrigt

Kursen bedrivs på ett sådant sätt att både mäns och kvinnors erfarenhet och kunskaper synliggörs och utvecklas.

Planering och genomförande av kurs skall utgå från kursplanens formuleringar. Den kursvärdering som ingår i kursen skall därför genomföras med kursplanen som utgångspunkt. 

Institution

Institutionen för fysik, kemi och biologi

Studierektor eller motsvarande

Magnus Boman

Examinator

Wei-Xin Ni

Undervisningstid

Preliminär schemalagd tid: 0 h
Rekommenderad självstudietid: 160 h

Kurslitteratur

Böcker
Gersten, Joel I., Smith, Frederick W., (2001) The physics and chemistry of materials New York : Wiley, 2001
ISBN: 0471057940Mortimer, Robert G., (2008) Physical chemistry 3rd ed. London : Elsevier, 2008.
ISBN: 9780123706171,0123706173

Böcker

Gersten, Joel I., Smith, Frederick W., (2001) The physics and chemistry of materials New York : Wiley, 2001

ISBN: 0471057940

Mortimer, Robert G., (2008) Physical chemistry 3rd ed. London : Elsevier, 2008.

ISBN: 9780123706171,0123706173

TEN2 Skriftlig tentamen U, 3, 4, 5 4 hp
UPG2 Inlämningsuppgifter U, G 1 hp
LAB1 Laborationer U, G 1 hp
KTR1 Frivilliga kursmoment U, G 0 hp

Kursplan

För varje kurs finns en kursplan. I kursplanen anges kursens mål och innehåll samt de särskilda förkunskaper som erfordras för att den studerande skall kunna tillgodogöra sig undervisningen.

Schemaläggning

Schemaläggning av kurser görs efter, för kursen, beslutad blockindelning. För kurser med mindre än fem deltagare, och flertalet projektkurser läggs inget centralt schema.

Avbrott på kurs

Enligt rektors beslut om regler för registrering, avregistrering samt resultatrapportering (Dnr LiU-2015-01241) skall avbrott i studier registreras i Ladok. Alla studenter som inte deltar i kurs man registrerat sig på är alltså skyldiga att anmäla avbrottet så att kursregistreringen kan 
tas bort. Avanmälan från kurs görs via webbformulär, www.lith.liu.se/for-studenter/kurskomplettering?l=sv. 

Inställd kurs

Kurser med få deltagare ( < 10) kan ställas in eller organiseras på annat sätt än vad som är angivet i kursplanen. Om kurs skall ställas in eller avvikelse från kursplanen skall ske prövas och beslutas detta av programnämnden. 

Föreskrifter rörande examination och examinator 

Se särskilt beslut i regelsamlingen: http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622678 

Examination

Tentamen

Skriftlig och muntlig tentamen ges minst tre gånger årligen; en gång omedelbart efter kursens slut, en gång i augustiperioden samt vanligtvis i en av omtentamensperioderna. Annan placering beslutas av programnämnden.

Principer för tentamensschemat för kurser som följer läsperioderna:

  • kurser som ges Vt1 förstagångstenteras i mars och omtenteras i juni och i augusti
  • kurser som ges Vt2 förstagångstenteras i maj och omtenteras i augusti och i oktober
  • kurser som ges Ht1 förstagångstenteras i oktober och omtenteras i januari och augusti
  • kurser som ges Ht2 förstagångstenteras i januari och omtenteras i påsk och i augusti 

Tentamensschemat utgår från blockindelningen men avvikelser kan förekomma främst för kurser som samläses/samtenteras av flera program samt i lägre årskurs.

  • För kurser som av programnämnden beslutats vara vartannatårskurser ges tentamina 3 gånger endast under det år kursen ges.
  • För kurser som flyttas eller ställs in så att de ej ges under något eller några år ges tentamina 3 gånger under det närmast följande året med tentamenstillfällen motsvarande dem som gällde före flyttningen av kursen.
  • Har undervisningen upphört i en kurs ges under det närmast följande året tre tentamina samtidigt som tentamen ges i eventuell ersättningskurs, alternativt i samband med andra omtentamina. Dessutom ges tentamen ytterligare en gång under det därpå följande året om inte programnämnden föreskriver annat.
  • Om en kurs ges i flera perioder under året (för program eller vid skilda tillfällen för olika program) beslutar programnämnden/programnämnderna gemensamt om placeringen av och antalet omtentamina. 

Anmälan till tentamen

För deltagande i tentamina krävs att den studerande gjort förhandsanmälan i Studentportalen under anmälningsperioden, dvs tidigast 30 dagar och senast 10 dagar före tentamensdagen. Anvisad sal meddelas fyra dagar före tentamensdagen via e-post. Studerande, som inte förhandsanmält sitt deltagande riskerar att avvisas om plats inte finns inom ramen för tillgängliga skrivningsplatser.

Teckenförklaring till tentaanmälningssystemet:
  ** markerar att tentan ges för näst sista gången
  * markerar att tentan ges för sista gången 

Ordningsföreskrifter för studerande vid tentamensskrivningar

Se särskilt beslut i regelsamlingen: http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622682

Plussning

Vid Tekniska högskolan vid LiU har studerande rätt att genomgå förnyat prov för högre betyg på skriftliga tentamina samt datortentamina, dvs samtliga provmoment med kod TEN och DAT. På övriga examinationsmoment ges inte möjlighet till plussning, om inget annat anges i kursplan.

Regler för omprov

För regler för omprov vid andra examinationsformer än skriftliga tentamina och datortentamina hänvisas till LiU-föreskrifterna för examination och examinator, http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622678. 

Plagiering

Vid examination som innebär rapportskrivande och där studenten kan antas ha tillgång till andras källor (exempelvis vid självständiga arbeten, uppsatser etc) måste inlämnat material utformas i enlighet med god sed för källhänvisning (referenser eller citat med angivande av källa) vad gäller användning av andras text, bilder, idéer, data etc. Det ska även framgå ifall författaren återbrukat egen text, bilder, idéer, data etc från tidigare genomförd examination.

Underlåtelse att ange sådana källor kan betraktas som försök till vilseledande vid examination.

Försök till vilseledande

Vid grundad misstanke om att en student försökt vilseleda vid examination eller när en studieprestation ska bedömas ska enligt Högskoleförordningens 10 kapitel examinator anmäla det vidare till universitetets disciplinnämnd. Möjliga konsekvenser för den studerande är en avstängning från studierna eller en varning. För mer information se https://www.student.liu.se/studenttjanster/lagar-regler-rattigheter?l=sv.

Betyg

Företrädesvis skall betygen underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4) och med beröm godkänd (5) användas. Kurser som styrs av tekniska fakultetsstyrelsen fastställt tentamensschema skall därvid särskilt beaktas.

  1. Kurser med skriftlig tentamen skall ge betygen (U, 3, 4, 5).
  2. Kurser med stor del tillämpningsinriktade moment såsom laborationer, projekt eller grupparbeten får ges betygen underkänd (U) eller godkänd (G).

Examinationsmoment

  1. Skriftlig tentamen (TEN) skall ge betyg (U, 3, 4, 5).
  2. Examensarbete samt självständigt arbete ger betyg underkänd (U) eller godkänd (G).
  3. Examinationsmoment som kan ge betygen underkänd (U) eller godkänd (G) är laboration (LAB), projekt (PRA), kontrollskrivning (KTR), muntlig tentamen (MUN), datortentamen (DAT), uppgift (UPG), hemtentamina (HEM).
  4. Övriga examinationsmoment där examinationen uppfylls framför allt genom aktiv närvaro som annat (ANN), basgrupp (BAS) eller moment (MOM) ger betygen underkänd (U) eller godkänd (G).

Rapportering av den studerandes examinationsresultat sker på respektive institution.

Regler

Universitetet är en statlig myndighet vars verksamhet regleras av lagar och förordningar, exempelvis Högskolelagen och Högskoleförordningen. Förutom lagar och förordningar styrs verksamheten av ett antal styrdokument. I Linköpings universitets egna regelverk samlas gällande beslut av regelkaraktär som fattats av universitetsstyrelse, rektor samt fakultets- och områdesstyrelser. 

LiU:s regelsamling angående utbildning på grund- och avancerad nivå nås på http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/Innehall/Utbildning_pa_grund-_och_avancerad_niva. 

Denna flik innehåller det material som är publikt i Lisam. Den information som publiceras här är inte juridiskt bindande, sådant material hittar du under övriga flikar på denna sida. Det finns inga filer att visa.

Sidansvarig: Infocenter, infocenter@liu.se