Faglig innhold

Det undervises i tre hovedtemaer: Keramenes egenskaper, fremstillingsprosesser med sikte på å oppnå ønskede egenskaper samt grunnlag for konstruksjon med keramer. Egenskaper: Elastisitet, hardhet, styrke, bruddseighet og siging i relasjon til sammensetning og mikrostruktur (kornstørrelse, sekundærfase, porøsitet) i tillegg til termiske egenskaper. Fremstilling: Syntetiske keramiske pulvere, stabilisering av dispersjoner, forming ved pressing, støping, ekstrudering og sprøytestøping, sintring og varmebehandling. Konstruksjon: Prinsipper ved konstruksjon med sprø materialer, Weibullstatistikk, analyse av brudd og forsterkning av keramer.

Læringsutbytte

Emnet skal gi en innføring i moderne keramisk teknologi inklusive nanostrukturerte keramiske materialer. Emnet skal gi et grunnlag for videre spesialisering innen keramiske og uorganiske materialer. Etter gjennomføring av emnet skal studentene ha tilegnet seg kunnskap om fysikalske egenskaper til keramiske materialer (tetthet, varmekapasitet, termisk ledningsevne, termisk ekspansjon) og hvilke parametre disse egenskapene er avhengig av. Studentene skal videre lære om begreper knyttet til mekaniske egenskaper til keramiske materialer (elastisitet, Young’s modul, teoretisk styrke, strekkstyrke, kompresjonsstyrke, bøyestyrke og bruddseighet) og ha en forståelse for sammenhengen mellom bruddstyrke og defekter i materialet. Studentene skal lære prinsippene for hvordan disse egenskapene kan måles og selv foreta beregninger omkring dette og hvordan egenskapene til keramiske materialer skiller seg fra andre materialtyper (eks. metaller). De skal også kunne mekanismene for plastisitet i keramiske materialer. Videre skal de kunne foreta enkel bruddanalyse i keramiske materialer. Studentene skal ha opparbeidet forståelse for hvordan keramiske materialer oppfører seg ved bruk ved høye temperaturer (siging og termisk sjokk resistans) og ha en forståelse av hvordan de eventuelt reagerer med omgivende gasser og væsker. De skal kunne regne ut typiske parametre fra sigedata. Studentene skal også lære hvilke prinsipper som må benyttes ved konstruksjon med keramiske materialer, hvordan disse skiller seg ut fra andre materialer og utføre beregninger av Weibullstatistikk. De skal også ha tilegnet seg kunnskap om hvilke mekanismer for forstrekning som finnes og hvordan disse kan benyttes til å øke bruddseigheten til keramiske materialer. Videre skal studentene lære hele prosessen for hvordan keramiske materialer framstilles fra pulversyntese til brenning av grønnkropper for å oppnå et tett materiale. Spesielt vil studentene lære viktigheten av hvordan framstillingsprosessen påvirker egenskapene til det ferdige produktet. Studentene skal også ha opparbeidet seg kunnskap om typiske egenskaper for forskjellige keramiske materialer og kunne sammenligne disse med andre typer materialer.

Læringsformer og aktiviteter

Undervisningen er basert på forelesninger, øvinger og ei obligatorisk prosjektoppgave. 50% av øvingene kreves godkjent. Mappevurdering gir grunnlag for sluttkarakter i emnet. I mappen inngår skriftlig avsluttende eksamen (75%) og et obligatorisk prosjektarbeid (25%). Resultatet for delene angis i %-poeng, mens sensur for hele mappen (sluttkarakteren) angis med bokstavkarakter. Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger
• Prosjektoppgave

Anbefalte forkunnskaper

Ingen.

Kursmateriell

D. W. Richerson: Modern Ceramic Engineering. Properties, Processing and Use in Design, Taylor and Francis, 2006.
Kompendium, "TMT4145 Keramisk materialvitenskap", Tapir akademisk forlag, Trondheim.

Studiepoengreduksjon