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

Дисциплины

• Инженерная графика и графические редакторы

  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.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Математический анализ 1

  Цель дисциплины: формирование математической культуры студентов. Дисциплина направлена на изучение основ матриц, комплексных чисел и дифференциального исчисления; основных математических методов для матриц, комплексных чисел и дифференциального исчисления; примениние методов решения инженерных задач; анализирование и оценка инженерных задач; решение и оценивание задач с использованием матриц, комплексных чисел и дифференциального исчисления.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Экология и безопасность жизнедеятельности человека

  Цель – сформировать ряд ключевых компетенций, базирующихся на современных концепциях природопользования, реализующих принципы гармоничной оптимизации условий взаимодействия человека с природой. Будут изучены: принципы устойчивого развития, сохранения и воспроизводства природных ресурсов для обеспечения безопасности жизнедеятельности человека, способы оценки и минимизации рисков, защиты от опасностей, мероприятия по ликвидации последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий, охране окружающей среды и рациональному природопользованию.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Математический анализ 2

  Этот курс является продолжением дисциплины «Математический анализ 1». Дисциплина направлена на изучение неопределенных интегралов, методов интегрирования. Будут рассмотрены: длина дуги, объемы и площади поверхностей тел вращения, последовательности и бесконечный ряд, ряд Тейлора, векторы и аналитическая геометрия в трехмерном пространстве, функции нескольких переменных, частные производные, производные по направлениям, касательная плоскости, экстремальные значения, двойные интегралы.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Механика

  Цель дисциплины сформировать у студентов навыки анализа основных вопросов механики твердых тел, необходимых для дальнейшего изучения физических процессов. В рамках дисциплины будут изучены: кинематика и динамика тел, взаимодействия тел происходящие в выбранных системах координат пространства и времени. По окончанию дисциплины студенты будут способны решать классические задачи кинематики и динамики.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Методы научных исследований

  Цель: формирование методологической и научной культуры, системы знаний, умений и навыков в организации и проведении научных исследований. Изучаются общенаучные методы исследования, в том числе методы поиска, обработки, систематизации, анализа, синтеза, обобщения и аргументации научной информации для получения объективного содержания научного знания.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Материаловедение и технология конструкционных материалов

  Цель дисциплины: формирование способностей понимать сущность физических процессов, использовать знания материаловедения и физические законы в производственно-технологической деятельности. В рамках курса будут рассмотрены: особенности строения технических материалов, зависимость их свойств от строения и состава; способы упрочнения и разупрочнения материалов; физическую сущность явлений, происходящих в материалах.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Учение Абая

  Цель дисциплины – сформировать у будущих специалистов способности к самопознанию, использованию учения Абая как основы духовности и интеллектуальности современного Казахстана, применению своих профессиональных знаний, пониманий и способностей через призму гуманизма и просвещения в целях укрепления единства страны и гражданской солидарности 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.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Предпринимательство

  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.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Правовые основы противодействия коррупции

  Цель дисциплины: сформировать ответственное отношение, способность демонстрировать на практике применение принципов, норм антикоррупционного законодательства в целях предупреждения коррупционных правонарушений, формирования нетерпимости к коррупционным проявлениям, антикоррупционной культуры, гражданской ответственности. Будут изучены: антикоррупционное законодательство, система и деятельность субъектов противодействия коррупции, причины и условия, способствующие коррупции, антикоррупционная политика, международный опыт борьбы с коррупцией.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Аль-Фараби и современность

  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.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Основы финансовой грамотности

  Цель дисциплины - сформировать у обучающихся рациональное финансовое поведение на основе понимания финансовой информации, а также способности критически оценивать и анализировать процессы, связанные с защитой их прав и интересов в качестве потребителей финансовых услуг посредством использования финансовых инструментов в том числе цифровых технологий.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Механические свойства материалов

  Цель дисциплины: на основе теоретических представлений о дефектах кристаллов научить связывать механические свойства металлов с атомным механизмом фазовых превращений, деформации, упрочнения и разрушения. Научить анализировать и прогнозировать зависимость процессов деформации и разрушения и механических свойств сплавов и соединений от их микроструктуры, фазового состояния и состава.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 6
  

• Физическое материаловедение

  Цель дисциплины: 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. В рамках дисциплины будут рассмотрены основные свойства и физические закономерности образования различных фазовых состояний материалов.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 6
  

• Молекулярная физика

  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.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Общая химия

  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.

  Год обучения - 2
  Семестр - 4
  Кредитов - 5
  

• Основы физики металлов и сплавов

  Цель дисциплины ознакомить студентов с физикой и технологией современных сплавов различного конструкционного назначения. В рамках дисциплины будут рассмотрены физические свойства и технология легких и тугоплавких высоколегированных сплавов, радиационно-и жаростойких сплавов, антикоррозионных и других сплавов спец назначения.

  Год обучения - 2
  Семестр - 4
  Кредитов - 5
  

• Специальные стали и сплавы

  Цель дисциплины: ознакомить с закономерностями изменения свойств при легировании сталей и сплавов, обработке их давлением и термической обработке, направленных для повышения эксплуатационных характеристик сталей. В рамках дисциплины будут рассмотрены: классификация легирующих элементов, неметаллические включения, особенности строительных, углеродистых, магнитных и немагнитных сталей, способы армирования, стали повышенной пластичности (ПНП).

  Год обучения - 2
  Семестр - 4
  Кредитов - 5
  

• Электричество и магнетизм

  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.

  Год обучения - 2
  Семестр - 4
  Кредитов - 5
  

• Атомная физика

  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.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Оптические материалы

  Цель дисциплины сформировать знания о свойствах основных оптических материалов, предназначенных для передачи и преобразования света в различных полосах спектрального диапазона. В рамках дисциплины будут рассмотрены: свойства и технология материалов для лазерных систем, применение оптически прозрачных керамических материалов, активные оптические материалы для преобразования волн, эллипсометрия тонких пленок.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Полупроводниковые материалы и приборы

  Цель курса: изучить физические свойства ряда основных полупроводниковых материалов и принцип действия, основные характеристики и параметры и области применения электронных приборов на основе этих материалов, осуществлять анализ физических явлений в полупроводниковых материалах и формулировать грамотные выводы по применению этих свойств в твердотельной электронике.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Рентгенография и кристаллофизика

  Цель дисциплины: изучить основные понятия, необходимые для понимания кристаллической структуры материалов. Будет рассмотрена теория рентгеновской дифракции кристаллическим веществом наряду с экспериментальными рентгеновскими методами, используемыми для определения кристаллической структуры материалов. Дисциплина включает в себя теорию и практику методов анализа атомно-кристаллической структуры вещества – рентгеновский кристаллографический анализ и рентгенофазовый анализ.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Основы кристаллофизики

  Цель курса: установление взаимосвязи строения реальных кристаллов (кристаллографической структуры) с анизотропией физических свойств, симметрией и направлениями внешних механических, тепловых, электрических, магнитных и других воздействий. Будут рассмотрены современные представления классической кристаллофизики: симметрия кристаллов, физические свойства и связь со строением кристаллов, теория роста кристаллов, методы исследования кристаллов.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Физические свойства материалов

  Цель дисциплины сформировать у обучающихся базовые знания в области анализа поведения проводящих, изолирующих и полупроводниковых материалов в различных полях – тепловых, электрических, магнитных, под воздействием деформирующих сил и оптического излучения, с элементами кристаллофизики и тензорного анализа

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Прикладная и физическая оптика

  Цель дисциплины: продолжать формирование у студентов единой, стройной, логически непротиворечивой физической картины окружающего нас мира природы. Дисциплина включает в себя базовые знания в области оптики проводящих, изоляционных и полупроводниковых материалов в различных областях. Будут рассмотрены: электромагнитная и квантовая природа света, основные законы геометрической, волновой и квантовой оптики.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Детали машин и основы проектирования

  Цель дисциплины обучить основам проектной деятельности для расчета деталей машин. Результаты анализа включают в себя расчет напряжений, деформаций и факторов безопасности. Проектирование и анализ элементов, включает валы и компоненты валов, крепежные детали, подшипники качения и скольжения, зубчатые винтовые, фрикционные, ременные и цепные передачи.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 6
  

• Проблемы коррозии и коррозионная защита материалов

  Цель дисциплины сформировать у студентов знания об основных механизмов коррозии металлов и методов повышения их коррозионной стойкости. В рамках курса будут рассмотрены: виды коррозии и механизмы разрушения металлов, основные способы и подходы борьбы с коррозией, методы проведения коррозионных испытаний.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Альтернативная энергетика

  Цель: обучить студентов принципам использования альтернативных видов энергии (солнечной, ветровой, и т.д.), способам аккумулирования, основным схемам решения, подбору оборудования с целью снижения затрат на потребляемую от традиционных источников электрическую и тепловую энергию. Содержание: Солнечная и ветровая энергия. Малые и микро-ГЭС. Основные принципы энергоснабжения при использовании альтернативных источников энергии.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Перспективные материалы и покрытия

  Цель курса: формирование научных основ для комплексного понимания направлений развития современных конструкционных и функциональных материалов, теоретического и экспериментального исследования их структуры и свойств, перспективных направлений материаловедения. Эти знания являются необходимым условием для разработки новых процессов получения и обработки материалов, анализу и прогнозированию свойств материалов.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Компьютерное моделирование технологических процессов

  Цель дисциплины: формирование у студентов базовых навыков моделирования электронной структуры, оптических и механических свойств материалов, составления алгоритмов программы, а также, отладка и оптимизация написанного кода. В рамках дисциплины будут рассмотрены: моделирование электронных свойств углеродных нанотрубок из первых принципов, моделирование методом конечных элементов оптических и механических свойств материалов и структур.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Термическая обработка материалов

  Цель дисциплины: формирование теоретических знаний об основах фазовых и структурных преобразований в материалах, поверхностном упрочнении, различных методах термической и химической термообработки и рекристаллизации. Термическая обработка материалов является неотъемлемой частью технологического процесса изготовления деталей машин и механизмов. Будут рассмотрены: механизм трансформации при изотермических воздействиях, типы отжига, термомеханической обработки и механической термообработки

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Радиационное материаловедение

  Цель изучения дисциплины формирование у студента фундаментальных знаний в области взаимодействия радиации с материалами, фокусируясь при этом на наноматериалы. В рамках дисциплины будут рассмотрены следующие вопросы: радиоактивность и структурные дефекты в наноматериалах, изменения физико-механических свойств наноматериалов при облучении, особенности радиационной модификации.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Диэлектрические материалы

  Цель дисциплины: ознакомление с фундаментальными основами свойсв диэлектриков. В рамках курса будут рассмотрены основы фундаментальных свойств диэлектриков, в постоянных и переменных полях, основные понятия и общие закономерности физики диэлектрических конденсированных сред, классификация изоляционных пассивных и диэлектрических активных материалов.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Аморфные и стеклообразные материалы

  Цель дисциплины сформировать знания в области физики твердого тела, в частности аморфных и стеклообразных материалов. 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.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Системы автоматического проектирования

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

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Физика твердого тела

  Цель дисциплины: изучение современных концепций физики конденсированного состояния. В рамках дисциплины будут рассмотрены: классификация твердого тела по структуре и свойствам, моно- и поликристаллы, химические связи в твердых телах, электропроводность металлов, свободный электронный газ, модель почти свободных электронов, теорема Блоха, хонная теория в твердых телах. теплоемкость и явление сверхпроводимости.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 6
  

• Возобновляемые источники энергии

  Основными целями дисциплины являются: формирование нормативно – правовых знаний в области энергосбережения и энергоэффективности, знаний, навыков и умений по рациональному использованию энергетических ресурсов, проведению энергетических обследований, применению этих знаний в практической деятельности разработки энергетических паспортов и программ, определения потенциала энергосбережения предприятий, выбора наиболее эффективных мероприятий при выработке, транспортировке и потреблении энергоресурсов.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Основы нанотехнологии

  Цель дисциплины: ознакомить студентов с особенностями свойств, методами характеризации и технологическими принципами нанотехнологии. 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).

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Новые и композитные материалы

  Цель дисциплины: совершенствование и закрепление знаний и умений по правильному использованию различных новых и композиционных материалов (металлов и сплавов, полимеров, керамики и композитов) в конкретных условиях эксплуатации. Будут рассмотрены композиционные материалы с алюминием, магнием, титановой матрицей, композиционные материалы на основе несмешивающихся металлических компонентов, системы на основе меди.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Оптоэлектронные приборы

  Основной целью дисциплины является изучение принипов работы и свойств светоизлучаюших и фоточувствительных материалов и устройств. В рамках курса будут рассмотрены традиционные и новые перспективные материалы, технологии и конструкции светоизлучающих устройств и фотодетекторов, методы измерения спектральной фоточувстивтельности и спектрального состава люминесценции полупроводниковых и органических материалов.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Получение наноматериалов и наносистем

  Цель дисциплины: сформировать базовые знания принципов нанотехнологии, свойств и технологии производства наноматериалов, 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).

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Методы неразрушающего контроля материалов

  Цель дисциплины: сформировать 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: визуальный и оптический контроль, контроль проникающими веществами, магнитопорошковый контроль, радиографический контроль, ультразвуковой контроль, инфракрасный метод термографии, контроль на герметичность.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Проектирование технологических процессов и материалов

  Цель курса: соединить воедино знания о строении, физических, механических, химических и технологических свойствах материалов, ознакомить студентов с современными методами получения и основами технологии обработки конструкционных материалов, прогрессивными способами формообразования с целью получения заготовок и деталей машин с заданными свойствами.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Материалы микроэлектроники

  Цель курса: освоение основных задач, принципов и направлений развития современной микроэлектроники, приобретение знаний по принципам построения, функциональных возможностей, изготовления и использования микроэлектроники в аппаратуре различного функционального назначения, включая устройства и системы промышленной электроники, ознакомление с конструкциями и технологиями устройств и приборов, выполненных с применением технологий микроэлектроники

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

Профессии

Результаты обучения

• Применять междисциплинарные знания (в том числе на иностранном языке) с целью межличностного, академического, профессионального и межкультурного взаимодействия, решения актуальных задач материаловедения и инженерной деятельности.
• Осуществлять материаловедческую деятельность с применением фундаментальных законов и принципов физики, химии, математики, анализа материалов и технологии новых материалов, в том числе и нанотехнологии.
• Систематически обобщать научную информацию, получая новые факты, научные достижения, способы решения и идеи в области материаловедения и нанотехнологий, а также получения и изучения свойств современных материалов и структур, путем постоянного саморазвития.
• Объяснять принципы и специфику функционального назначения оборудования, устройств в изучаемой сфере производства и/или исследования и его возможности (автоматизация, цифровизация).
• Проектировать технологические процессы и разрабатывать технологическую документацию, выполнять расчеты и конструирование деталей.
• Прогнозировать и оценивать качество (разработанной и/или получаемой) продукции, используя методы моделирования и математического анализа с целью его оптимизации в соответствии с типом получаемой продукции.
• Использовать традиционные и новые технологические процессы, операции, исследования, оборудование в контексте нормативных и методических материалов по технологическому профилю производства.
• Создавать современные высокоэффективные материалы и покрытия, обосновывая выбор инновационных методов получения для оптимизации инженерной деятельности в материаловедении.
• Анализировать степень воздействия машин, оборудования и технологических процессов, радиации на окружающую среду и осознавать необходимость экологических и экономических предпосылок для использования возобновляемых энергетических ресурсов.
• Планировать и проводить исследования по химическому и фазовому составу, структуре материалов, а также выявить их особенности в зависимости от методов и режимов получения, не исключая влияния внешних воздействий.
• Выбирать материалы и структуры (их сложные сочетания) для разработки быстродействующих схем, устройств и приборов, учитывая их параметры, условия эксплуатации, надежность и долговечность.
• Демонстрировать рациональное использование финансово-правовых и законодательных инструментов в сфере услуг, учитывая специфику работы основ планирования внедрения коммерциализации.