course-details-portlet

TMT4301 - Materialkarakterisering

Om emnet

Vurderingsordning

Vurderingsordning: Skriftlig skoleeksamen
Karakter: Bokstavkarakterer

Vurdering Vekting Varighet Delkarakter Hjelpemidler
Skriftlig skoleeksamen 100/100 4 timer D

Faglig innhold

Grunnleggende teori, prinsipper og anvendelser av 3 viktige karakteriseringsteknikker for materialer; lysmikroskopi (LM), scanning elektronmikroskopi (SEM) og røntgenkarakterisering. Lysmikroskopi: instrumentkonstruksjon, polarisert lys, interferensmikroskopi og interferenssjikt; Scanning elektronmikroskopi: instrumentkonstruksjon, elektronoptikk, interaksjoner mellom elektronstråle og prøve (sekundærelektroner, tilbakespredte elektroner, røntgenstråler), mikroanalyse, bildetaking (detektorer, kontrastmekanismer), diffraksjon, lav-vakuum SEM, feltemisjons-SEM; røntgenkarakterisering: røntgenkilder og røntgenoptikk, interaksjon med materialer, diffraksjon fra perfekte og imperfekte krystaller, faseidentifisering og -kvantifisering, lavvinkelspredning, totalspredning, avbildning, tomografi og holografi, ikke-destruktiv testing, programvarepakker.

Læringsutbytte

Emnet lærer studentene å bruke lysmikroskop, scanning elektronmikroskop og røntgendiffraksjon og -spredning. For lys- og scanning elektronmikroskopi skal studentene oppnå en dyp forståelse av teorien bak mikroskopene, hvordan de er oppbygd og hvordan de brukes. Studentene vil lære virkemåten til røntgenkilder og -optikk for laboratoriediffraktometre og synkrotroner, og deres anvendelser innen diffraksjon, spredning og avbilding. Emnet vil i begrenset omfang omhandle prøvepreparering. Emnet vil gi studentene nødvendig kunnskap og ferdigheter for å utføre vanlig karakterisering med mikroskoper og røntgenstråler, i første omgang med tanke på prosjekt- og masteroppgaver. I tillegg vil også emnet kvalifisere for å ta PhD-emnet Elektronmikroskopi. Innen LM skal studentene kunne gjøre rede for teoriene for billeddannelse, kontrast, oppløsning, polarisert lys, interferensmikroskopi, interferenssjikt og fluorescens; forklare virkemåten til og beherske bruken av det mest vanlige mikroskoptilbehøret som blendere, filtre, prismer, stoppere og objektiver; utføre beregninger av oppløsningsevne og av nivåforskjeller i prøveoverflaten og beherske ulike metoder for å måle korn- og partikkelstørrelse direkte i mikroskopet. Innen SEM skal studentene kunne gjøre rede for teorier for elektronoptikk, vekselvirkning mellom elektronstråle og prøve (sekundær- og tilbakespredte elektroner, røntgen), mikrosanalyse (EDS og WDS), billeddannelse (detektorer, kontrastmekanismer), diffraksjon (EBSD), fraktografi og ulike typer SEM-mikroskoper. Studentene skal kunne utføre beregninger av oppløsningsevne, dybdeskarphet, atomnummerkontrast og elementnummer (Moseleys lov). Gjennom praktiske øvelser skal studentene kunne operere mikroskopet og utføre alle nødvendige innstillinger for å oppnå optimale forhold under avbildning, diffraksjonsopptak og kjemisk analyse, dvs. valg av detektor og justering av akselrasjonsspenning, strålestrøm, arbeidsavstand, astigmatisme og objektivblender. Innen røntgen skal studentene kunne forklare teorien bak dannelse, fokusering, diffraksjon og spredning av røntgenstråler, samt avbilding. Studentene skal kunne utføre enkle beregninger for å kunne designe eksperimenter for røntgendiffraksjon og -spredning for å karakterisere pulver, polykrystaller, overflater og tynne filmer, samt bruke programmer for post-prosessering, analyse og raffinering av målte data. Studentene skal gjennom praktiske øvelser oppnå kunnskap og ferdigheter for å bruke laboratorie-diffraktometre, inkludert prøvepreparering og nødvendig programvare. Studentene skal bli kjent med mulige bruksområder for synkrotronrøntgenstråling og hvoran de kan bruke til diffraksjon, spredning og avbilding anvendt på materialteknologiske problemstillinger. Gjennom laboratoriearbeid og rapportskriving skal studentene utvikle ferdigheter innen samarbeid og skriflig kommunikasjon av vitenskapelige resultater.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, obligatoriske laboratorieøvinger og regneoppgaver. Undervisningen gis på norsk eller engelsk etter behov. Hvis undervisningen gis på engelsk kan eksamensoppgavene gis kun på engelsk. Studentens besvarelse kan være på norsk eller engelsk. Forventet tidsbruk: Forelesninger: 60 timer, laboratorieøvinger: 40 timer, regneøvinger: 40 selvstudium: 70 timer.

Obligatoriske aktiviteter

  • Øvinger

Mer om vurdering

Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Spesielle vilkår

Obligatorisk aktivitet fra tidligere semester kan godkjennes av instituttet.

Krever opptak til studieprogram:
Industriell kjemi og bioteknologi (MTKJ)
Industriell kjemi- og bioteknologi (MIKJ)
Materials Science and Engineering (MSMT)
Materialteknologi (MIMT)
Materialteknologi (MTMT)

Forkunnskapskrav

Emnet kan kun tas av studenter med studierett på femårig masterprogram i materialteknologi (MTMT), toårig masterprogram i materialteknologi (MSMT), femårig masterprogram i industriell kjemi og bioteknologi, studieretning materialkjemi og energiteknologi (MTKJ) eller toårig masterprogram i industriell kjemi og bioteknologi, studieretning materialkjemi og energiteknologi (MIKJ). Emnet kan imidlertid også tas av Double Degree studenter som skal søke seg inn på femårig masterprogram i materialteknologi eller industriell kjemi og bioteknologi.

Kursmateriell

Kursmateriell vil oppgis ved semesterstart.

Studiepoengreduksjon

Emnekode Reduksjon Fra Til
TMT4300 7.5 HØST 2018
FY8102 5.0 HØST 2018
Flere sider om emnet

Ingen

Fakta om emnet

Versjon: 1
Studiepoeng:  7.5 SP
Studienivå: Høyere grads nivå

Undervisning

Termin nr.: 1
Undervises:  VÅR 2023

Undervisningsspråk: Engelsk, Norsk

Sted: Trondheim

Fagområde(r)
  • Materialteknologi
  • Fysikalsk metallurgi
  • Kjemi
  • Teknologiske fag
Kontaktinformasjon
Emneansvarlig/koordinator: Faglærer(e):

Ansvarlig enhet
Institutt for materialteknologi

Eksamensinfo

Vurderingsordning: Skriftlig skoleeksamen

Termin Statuskode Vurdering Vekting Hjelpemidler Dato Tid Eksamens- system Rom *
Vår ORD Skriftlig skoleeksamen 100/100 D 11.05.2023 09:00 INSPERA
Rom Bygning Antall kandidater
Sommer UTS Skriftlig skoleeksamen 100/100 D INSPERA
Rom Bygning Antall kandidater
  • * Skriftlig eksamen plasseres på rom 3 dager før eksamensdato. Hvis mer enn ett rom er oppgitt, finner du ditt rom på Studentweb.
Eksamensinfo

For mer info om oppmelding til og gjennomføring av eksamen, se "Innsida - Eksamen"

Mer om eksamen ved NTNU