6B07105 Материаловедение и технология новых материалов в КазНУ им. аль-Фараби

Этот курс охватывает принципы подготовки чертежей с целью визуального представления объектов при инженерном проектировании и введение в системы автоматизированного проектирования. Темы включают в себя развитие навыков визуализации; ортогональные проекции; механические методы определения размеров, допуск и процесс инженерного проектирования. Задачей курса является освоение построения эскиза и навыков 2D и 3D САПР.

Цель дисциплины сформировать знания о закономерностях взаимодействия живых организмов со средой обитания, функционирования биосферы, основ обеспечения безопасности жизнедеятельности человека от вредных, поражающих факторов, способов защиты от опасностей, мероприятий по ликвидации последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий, охране окружающей среды и рациональному природопользованию.

Цель дисциплины - сформировать у будущих специалистов компетенцию применения своих профессиональных знаний, пониманий и способностей в целях укрепления единства и солидарности страны, повышения интеллектуального потенциала общества. Будут изучены: понятие об учении Абая; источники учения; составные части учения Абая; категории учения Абая; измерительные приборы учения Абая; сущность и значение учения Абая.

Дисциплина содержит необходимый теоретический материал по аналитической геометрии, линейной алгебре, введение в анализ и дифференциальное исчисление функций одной переменной, а также решение задач в этих разделах. Для студентов технических специальностей первого года очного обучения. При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: Функции многих переменных. Обыкновенные дифференциальные уравнения. Кратные интегралы. Теория рядов.

Цель дисциплины: формирование высококвалифицированных специалистов в совершенстве знающих нормы антикоррупционного законодательства и умеющих применять их в правоприприменительной практике, правильно квалифицировать коррупционные правонарушения, а также формирование антикоррупционной культуры. Будут изучены: антикоррупционное законодательство, система и деятельность субъектов противодействия коррупции, причины и условия, способствующие коррупции, антикоррупционная политика, международный опыт борьбы с коррупцией

Цель: формирование практических навыков осуществления предпринимательской деятельности на основе изучения теории и практики предпринимательства. Студент будет способен: использовать возможности рынка, соответствующие их личным интересам и способностям; принять первоначальное решение о начале бизнеса; эффективно работать в рамках действующих правовых норм; определять и оценивать потенциальные рыночные возможности стартапа.

Цель - сформировать навыки использования технологии организации и управления научными исследованиями в профессиональной деятельности. Изучение дисциплины направлено на развитие навыков планирования организации научного исследования, навыков процедур поиска в глобальных сетях информации по научным разработкам, возможностям научных контактов, подачам заявок на научные гранты различных уровней.

Цель дисциплины – формирование у студентов представлений о научно-философском наследии великого тюркского мыслителя Абу Насра аль-Фараби в контексте развития мировой и национальной культуры. Будут изучены особенности наследия аль-Фараби и его влияние на формирование тюркской философии, характер влияния восточной философии на Европейский Ренессанс; традиционные и современные проблемы истории национальной и мировой философии.

Цель дисциплины - сформировать представление об электромагнетизме как теорию, возникшей вследствие обобщения наблюдений, практического опыта и эксперимента в рамках лекционных, практических и лабораторных занятий. Дисциплина направлена на изучение полевых электростатических взаимодействиях в вакууме, законов магнитного поля, закона электромагнитной индукции, системы уравнений Максвелла, а также изучение основ теории электромагнетизма.

Цель: приобретение знаний и умений по исследованию молекулярного строения, свойств и процессов, происходящих в различных фазовых состояниях вещества. Содержание: Основы молекулярно-кинетической теории. Молекулярно-кинетический смысл температуры. Термодинамические параметры. Уравнение состояния идеального газа. Статистические распределения. Давление в жидкости и газе. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли. Режимы течения жидкости. Изопроцессы. Цикл Карно. Реальные газы.

Кинематика. Механическое движение – простейшая форма движения материи. Динамика материальной точки и твердого тела. Закон Ньютона. Гравитационная сила. Закон всемирного тяготения. Силы упругости. Закон Гука. Сила трения. Инерциальная система отсчета. Механический принцип относительности. Преобразования Галилея. Элементы специальной теории относительности. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца.

Дисциплина «Численные методы в теоретической физике» является вариативной частью профессионального цикла дисциплин подготовки студентов по направлению подготовки бакалавров физика. Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с численным решением дифференциальных уравнений в частных производных.

Явления рефракции в природе. Оптические волокна. Линзы.Телескоп. Микроскоп. Глаз и зрение Иллюзии восприятия образа. Аккомодация и адаптация Концепция цвета. Цветовые координаты. Синтез цвета. Цветовые профили устройств. Интерференция монохроматического света. Интерференция плоских волн. Разделение амплитуды. Соотношения для расчета интерференционных картин. Кольца Ньютона. Интерференция квазимонохроматического света. Влияние размера источника на интерференционную картину. Эффект красных и зеленых глаз. Просветительная оптика. Оптические фильтры. Излучение Вавилова - Черенкова. Явление дифракции. Принцип Гюйгенса-Френеля, его интегральная запись и интерпретация. Принцип Бабине. Зоны Френеля. Дифракция на краю полубесконечного экрана. Спираль Корню. Амплитудные и фазовые дифракционные решетки. Дифракционный и спектральный анализ. Физические основы метода голографической записи изображений. Голограммы Габора и Денисюка. Применение оптической статической голографии. Понятия поляризации в оптике. Визуальное представление линейного, кругового, эллиптически поляризованного и неполяризованного излучения. Оптика анизотропных сред. Распространение световых волн в анизотропных средах: экспериментальные факты и элементы теории. Одноосные и двухосные кристаллы. Понятие гиротропных сред. Естественная оптическая активность. Линейный оптический осцилятор. Классическая теория электронной дисперсии. Рассеяние Ми и рассеяние на флуктуациях плотности. Доплеровский эффект и аберрация света. Тепловая радиация. Модель абсолютно черного тела. Закон Стефана-Больцмана, формула смещения Вина. Фотолюминесценции. Фотоэлектрический эффект. Эффект Комптона.

Содержание: Кристаллические решетки. Классификация твердого тела по структуре и свойствам. Моно- и поликристаллы. Кристаллографические классы и системы (сингонии). Дефекты в твердых телах. Обратная решетка. Химические связи в твердых телах. Электропроводность металлов. Свободный электронный газ. Модель почти свободных электронов. Теорема Блоха. Зонная теория в твердых телах. Теплоемкость твердого тела. Явление сверхпроводимости.

Цель дисциплины: сформировать способности оценивать закономерности протекания различных типов реакций; прогнозировать свойства химических элементов и их соединений на основании периодического закона и строения атома, применение теоретических знаний для решения задач. Будут рассмотрены: основные понятия и законы химии, квантово-химическая теория строения атома, химическая связь и строение молекул, основы химии координационных соединений.

Цель: формирование знаний о спектрах поглощения, излучения и рассеяния света, основных законов спектроскопии, связей между различными видами взаимодействия света с веществом и соответствующими вариантами спектроскопических методов молекулярного или атомного анализа. Содержание: Строение атома. Атомная спектроскопия. Спектрометры. Плазменная атомно-эмиссионная спектроскопия. Источник излучения. Анализ следовых количеств веществ. Оптическая эмиссионная спектроскопия с индукционно-связанной плазмой. Спектры излучения, концентрация веществ.

Курс направлен на обучение основам проектной деятельности для расчета деталей машин. Результаты анализа включают в себя расчет напряжений, деформаций и факторов безопасности. Определение геометрии способствует созданию эффективной формы и размеров деталей и узлов. Проектирование и анализ элементов, включает валы и компоненты валов, крепежные детали, подшипники качения и скольжения, зубчатые винтовые, фрикционные, ременные и цепные передачи.

Характеристики металлических кристаллических ячеек; индексирование дифракционного рассеяния; расчет плотности. Методы структурного анализа металлов и сплавов. Особенности пластического течения. Механизмы отказа металлических материалов. Бинарные фазовые диаграммы металлических сплавов. Кинетика фазовых превращений и диаграмм преобразования. Влияние облучения на структуру и свойства металлических материалов. Коррозия и деградация металлических материалов. Методы измерения магнитных свойств.

При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: Решетка, базиз и кристалл. Элементарная ячейка, примитивная ячейка и ячейка Вигнера-Зейтца. Симметрия, Кристаллические системы и решетки Бравэ. Взаимная решетка. Структура алмазов. 47 простых форм кристаллов. Классы с единичными направлениями. Дефекты в кристаллах. Механические свойства. Полиморфизм. Тепловые свойства. Сверхпроводники. Магнитные свойства. Кристаллооптика. Магнитооптика.

В ходе изучения курса сформировать: знание общих характеристик ядра, статических характеристик; знание строения ядра, моделей ядра, видов излучений, их действия, механизмов ядерных реакций; знание радиоактивности, закона радиоактивного распада, методов регистрации ионизирующих излучений; изучение реакции деления и синтеза атомных ядер; знание информации о ядерных установках и используемых в них материалах.

При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие темы: Основные дозиметрические величины. Источники ионизирующих излучений. Взаимодействие излучений с веществом. Обратимые и необратимые радиационные. эффекты. Расчет радиационно-химических выходов. Радиационная полимеризация. Методы радиационной прививки. Действие ионизирующих излучений на полимеры. Радиационная стойкость. Радиационная защита. Радиационно-стимулированная модификация поверхности наполнителей. Радиационное отверждение. Радиационное отверждение

Курс «Аморфные и стеклообразные материалы» предназначен для получения знании в области физики твердого тела, которая условно делится по физическим свойствам и молекулярной структуре на два больших класса – аморфные и кристаллические. Курс содержит технологии получения аморфных и стеклообразных материалов, изучение свойств аморфных стекол и металлических некристаллических материалов, методы определения параметров ближнего и среднего порядков атомной структуры аморфных и стеклообразных пленок.

Типы, структуры, свойства, характеристики и применения материалов, взаимосвязь между внутренней структурой и свойствами, процессы, используемые для изготовления деталей, такие как механическая обработка, шлифовка и литье. Целью курса является ознакомление учащихся с фундаментальными понятиями технологии конструкционных материалов, которые будут использоваться в качестве базовых знаний для понимания последующих специализированных курсов в материаловедении.

Ознакомление с фундаментальными основами свойсв диэлектриков. В модуле будет рассмотрены основы фундаментальных свойств диэлектриков, изучение методов получения. Основные понятия и общие закономерности физики диэлектрических конденсированных сред.

Цель изучение закономерностей и механизма образования фаз материалов в равновесных и неравновесных условиях, зависимости их свойств от характера химической связи, химического и фазового состава и путей создания материалов с заданными свойствами. Задачи: дать представление об основных свойствах и физических закономерностях образования различных фазовых состояний материалов; обозначить основные цели и задачи курса физическое материаловедение и ее роли в современном мире.

Механические свойства. Напряжение и деформация. Сжатие. Сдвиг. Кручение.Упругая деформация. Пластическая деформация. Предел текучести. Предел прочности. Ковкость. Прочность. Твердость. Растяжение. Усталость. Ползучесть. Влияние. Химические свойства. Физические свойства. Коррозия и катодная защита.

Сосредоточив внимание на последних научных разработках и открытиях в области нанотехнологий курс «Основы нанотехнологий» представляет краткое введение в современные наноматериалы, их свойства и технологии производства. Лекции включают такие темы, как размерно-зависимые свойства наноструктур, виды наноматериалов и их методы оценки как электронная микроскопия (SEM, TEM), сканирующая зондовая микроскопия (AFM, STM).

ЦУльтрадисперсные или наноструктурированные материалы. Области применения. Нанопорошков. Метод химического синтеза. Объемные наноструктурированные материалы, методы их производства. Контролируемая кристаллизация аморфных материалов. Уплотнение ультрадисперсных порошков. Рост монокристаллов. Особенности формирования дефектов в дислокационных и низкодислокационных монокристаллах. Влияние загрязняющих веществ. Металлические композиционные материалы. Композиционные материалы с алюминием, магнием, титановой матрицей. Композиционные материалы на основе несмешивающихся металлических компонентов. Системы на основе меди.

Рационализация основного и вспомогательного оборудования, систем механизации и автоматизации, а также конструирования приспособлений, оснастки и инструмента применительно к производству, обработке и переработке материалов, и нанесению покрытий. Усвоение главных аспектов проектирования цехов, отделений для производства материалов. Это дает возможность разработать технологическую цепочку производства материалов, и размещения основного, вспомогательного и подъемно-транспортного оборудования на планировке согласно техническим нормам.

Курс предоставляет студентам знания о методах неразрушающего контроля, которые используются при обнаружении дефектов сварных швов, трещин, поры. Темы включают виды неразрушающего контроля, приборы и физические принципы неразрушающего контроля. Широко используемые методы НК: визуальный и оптический контроль , контроль проникающими веществами, магнитопорошковый контроль , радиографический контроль, ультразвуковой контроль , инфракрасный метод термографии, контроль на герметичность.

При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: Кристаллография и структура материалов. Элементарная ячейка, сингонии и решетки Бравэ. Операции и элементы симметрии. Обратная решетка. Кристаллические дефекты. Рентгеновское излучение. Рентгеновская дифракция и условие Брэгга. Формула Лауэ. Сфера Эвальда. Структурный и атомный фактор рассеяния. Методы рентгеногафии для определения структуры и фазы.

Функциональные материалы. Классификация наноматериалов. Углеродные нанотрубки.Фуллерены. Графен. Нанокристаллы. Аэрогель. Аэрографит. Наноаккумуляторы. Структура и свойства наноструктурных и нанокомпозитных покрытий. Оксиды металлов. Смеси и сложные оксиды. Наноструктурированные материалы на основе твердых веществ. Дисперсионно-упрочненные материалы. Явление и свойства магнетиков с гигантским магнитосопротивлением. Типы магнетиков. Перспективные биомедицинские материалы. Биомедицинские и антимикробные покрытия. Требования. Принципы легирования. Структура, свойства, термическая обработка. Основные типы высокотемпературных сверхпроводников.

Содержание: Основные понятия и определения возобновляемых источников энергии. Экономические и экологические предпосылки. Основные соотношения механики жидкости и газа. Явления теплопереноса. Радиационный теплоперенос, кондуктивный и конвективный теплообмен. Гелиотермальные преобразователи энергии. Преобразование солнечной энергии: генераторы термоэлектричества, фотовольтаические преобразователи. Использование гидроресурсов, производство ветроэнергии, энергия волн и приливов. фотосинтез и биотопливо, тепловая энергии океана и геотермальная энергии. Аккумулирование энергии.

На основе конструкционных материалов изготавливают детали для машин, инженерных сооружений. В ходе работы детали многократно подвержены механическим нагрузкам, характеризуются большим разнообразием не только форменным, но и эксплуатационным. С их помощью делают промышленные печи, детали для автомобилей и авиации. Задача производителя выполнить деталь, готовую работать при разных температурах, в разных средах и с достаточно интенсивными нагрузками.

Общие вопросы легирования сталей. Пути повышения эксплуатационных характеристик сталей. Классификация легирующих элементов. Неметаллические включения. Строительные стали. Углеродистые стали обыкновенного качества, горячекатаные, термоупрочненные. Арматурные стали. Способы армирования. Поверхностно-упрочняемые стали. Требования к ним. Подшипниковые стали. Стали повышенной пластичности (ПНП). Кавитационно-стойкие стали. Инструментальные стали. Коррозия металлических материалов. Хромистые нержавеющие стали. Классификация сталей по магнитным свойствам.

Электронные свойства полупроводника. Зонная теория. Энергетическая диаграмма. Процессы диффузии и дрейфа неравновесных носителей заряда в полупроводниках. Физика полупроводниковых структур. Барьеры и контакты. Контакт металл-полупроводник. Гомо - и гетеропереходы. Электронно-дырочный переход. Литография. Планарная технология. Принципы работы и характеристики полупроводниковых диодов, биполярных транзисторов, тиристоров, MДП-транзисторов, полевых транзисторов, полупроводниковых излучателей и фотоприемников, сенсорных устройств и преобразователей.

Полупроводниковые приборы; Электронная и дырочная проводимость; Транзисторы; Основы технологии производства микроэлектронных изделий и элементы интегральных схем. Виды сигналов. Диапазоны используемых частот. Физическая сущность процесса излучения радиоволн. Ионосферное распространение радиволн. Электромагнитные волны. Частота, волновое число, фаза волн. Генератор незатухающих автоколебаний на полупроводниковых элементах. Усиление сигналов. Модуляция и демодуляция. Преобразование сигналов.

Курс «Получение наноматериалов и наносистем» предоставляет краткое введение в современные наноматериалы, их свойства и технологии производства, сосредоточив внимание на последних научных разработках и открытиях в области нанотехнологий. Курс содержит технологии нано производства, такие как литография, тонкопленочное осаждение (PVD, CVD, Epitaxy), травление пленки. Курс поддерживается экскурсией в национальную нанотехнологическую лабораторию (ННЛОТ).

Объяснять выбор и эксплуатацию оборудования на основе принципов технологических процессов изучаемого производства.

Создавать новые функциональные материалы и обосновывать выбор инновационных методов исследования для оптимизации инженерной деятельности в материаловедении.

Проектировать технологические процессы и разрабатывать технологическую документацию, выполнять расчеты и конструирование деталей.

Проявить способность применять междисциплинарные знания на иностранном языке с целью межличностного, профессионального и межкультурного взаимодействия, решения актуальных задач материаловедения и инженерной деятельности.

Анализировать степень воздействия машин, оборудования и технологических процессов на окружающую среду и осознавать необходимость экологических и экономических предпосылок для использования возобновляемых энергетических ресурсов.

Осуществлять сбор и интерпретацию информации в научно-исследовательской, опытно-конструкторской и производственно-технологической деятельности для выработки суждений с учетом социальных, экономических, научных или этических соображений.

Моделировать и оценивать прогноз качества продукции параметрами технологического процесса с целью его оптимизации в соответствии с типом получаемой продукции.

Самостоятельно приобретать и использовать новые знания и навыки; участвовать в научных дискуссиях, писать научные статьи.

Использовать традиционные и новые технологические процессы, операции, оборудование в контексте нормативных и методических материалов по технологическому профилю производства.

Интерпретировать оптимальные режимы технологии через параметры и условия производства в последовательности систем действий и процессов.

Объяснять специфику функционального назначения оборудования и его возможности (автоматизация, цифровизация).

Получать продукцию определенного свойства в лабораторных условиях в учебно-производственном коллективе и отражать в отчетной документации.