Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет–УПИ»
Кафедра «Теория металлургических процессов»
М.А. Спиридонов, В.А. Полухин
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНО–ДИНАМИЧЕСКОГО И ДИФРАКЦИОННОГО ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЖИДКИХ И ТВЕРДЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ
Учебное электронное текстовое издание
Подготовлено кафедрой «Теория металлургических процессов»
Научный редактор: проф., д-р. хим. наук Л.А.Жукова
Методические указания к курсовой работе (проекту) для студентов дневной
формы обучения по дисциплинам «Физикохимия жидких металлов и сплавов» специальности 150701 – Физикохимия процессов и материалов; «Строение и свойства твердых и жидких металлов» специальностей 150104 – Литейное производство черных и цветных металлов, 150108 – Порошковая металлургия, композиционные материалы, покрытия.
Приведены рекомендации по выполнению курсовой работы (проекта), требования к содержанию, оформлению пояснительной записки и защите перед комиссией.
© ГОУ ВПО УГТУ–УПИ
Екатеринбург 2009
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.……………………………………………………………….…… 2
1 Цель и название курсовой работы (проекта) ……….……………..……… 2
2 Задание на выполнение ………….………………………………………….. 2
3 Выполнение работы и оформление пояснительной записки ……….…….3
4 Нормоконтроль ……….…………………………………………………….. 5
5 Защита проекта……………...……………………………………………….. 5
Список рекомендованных источников……………………………………………. 5
ПРИЛОЖЕНИЕ А Пример оформления титульного листа……………………. 10
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Пример задания на курсовую работу (проект)……………… 11
ВВЕДЕНИЕ
Основной задачей методических указаний является помощь студентам в выполнении предусмотренных учебными планами курсовой работы (проекта) по дисциплинам «Физикохимия жидких металлов и сплавов» и «Строение и свойства твердых и жидких металлов».
Выполнение курсовой работы (проекта) является важным этапом подготовки инженера-металлурга и формирования навыков комплексного анализа структуры как однокомпонентных, так и сложных по составу металлических и оксидных расплавов (сплавов).
Исследование строения металлов и сплавов в твердом и жидком состояниях с целью последующего расчета их физико-химических свойств. Название работы приводится на титульном листе (Приложение А) пояснительной записки (ПЗ).
Для достижения цели следует использовать теоретический лекционный материал и знания, полученные при изучении курсов «Физическая химия» (раздел «Строение вещества»), «Физико-химическая гидродинамика», «Высшая математика» и др.; опыт, приобретенный в ходе выполнения лабораторных работ. Для решения поставленных задач необходимо владеть навыками компьютерной обработки опытных данных и методами моделирования. Необходимые для выполнения курсовой работы знания и умения, как и в инженерной практике, определены объектом исследования (заданием).
В задание включены вопросы, являющиеся ключевыми по профилю подготовки специалиста. В большинстве заданий необходимо применение методики математической обработки экспериментальных данных и провести детальный анализ структуры расплава.
Задание установленной формы (Приложение Б) выдает преподаватель, данной дисциплины. В нем указываются сроки, название работы, перечисляются вопросы, подлежащие разработке, и материалы, представляемые к защите. Задание утверждается заведующим кафедрой.
Примерная тематика курсовых работ включает разработку следующих вопросов:
-расчет трехмерных координат расположения атомов металлов в трехмерном пространстве для ряда координационных сфер,
-вычисление теоретической интенсивности рассеяния излучения твердыми кристаллическими, аморфными и жидкими веществами,
-молекулярно- динамическое моделирование структуры и физико-химических свойств металлических систем,
-расчет параметров структуры ближнего порядка неупорядоченными конденсированными металлическими системами.
Конкретную тему задания уточняет руководитель курсовой работы. Примерный перечень тем приведен в Приложении B.
Курсовая работа является одной из форм самостоятельной работы студента, т.е. выполняется во время, свободное от аудиторных занятий. Консультации проводятся еженедельно по специальному расписанию.
Необходимые для выполнения курсовой работы теоретические сведения и навыки изложены в лекционном курсе и теории лабораторных работ. Предполагается, что автор работы самостоятельно познакомится с рекомендуемой литературой (см. список использованных источников в Приложении В) и перечислит известные методы исследования указанной металлической системы, отметив преимущества и недостатки каждого из них; систематизирует знания о строении и физико-химических свойствах конденсированных фаз, методах компьютерного моделирования и других теоретических приемов эффективного контроля качества получаемых материалов.
В большинстве заданий необходимо применение методики математической обработки экспериментальных данных и детальный анализ структуры расплава. В ходе выполнения задания студент должен в соответствии с поставленной задачей обосновать выбор применяемого алгоритма, отметив его ограничения и принятые допущения, интерпретировать полученные им лично данные и классифицировать структурные признаки изучаемого расплава, в частности специфику пространственного расположения центров рассеяния в данном расплаве.
Пояснительная записка должна быть оформлена в соответствии с действующими ГОСТ’ми, применение которых является одним из элементов подготовки к будущей инженерной или научно-исследовательской деятельности (см. например, ГОСТ 7.1.2003. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления).
В пояснительной записке следует раскрыть цель, основные теоретические положения, методику выполнения, основные результаты и их обсуждение, заключение (выводы), список использованных источников, приложения (если необходимо). Пояснительная записка должна включать следующие структурные элементы:
-титульный лист;
-задание на проектирование;
-реферат;
-содержание, состоящее из введения, основной части и заключения;
-список использованных источников;
-приложения.
В частности, титульный лист, пример которого показан в приложении А, является первой страницей пояснительной записки.
Допускается предоставление записки в электронной форме. В этом случае председателю комиссии заранее предоставляется предварительно проверенный на отсутствие вирусов файл (форматы: .doc, .pdf или др.), распечатанный титульный лист с подписями автора и нормоконтролера. Пояснительная записка может быть передана на предварительную проверку по электронной почте (адрес следует уточнить у председателя комиссии).
Целью нормоконтроля является установление соответствия документации действующим ГОСТам. Нормоконтролером является преподаватель, назначенный распоряжением заведующего кафедрой. К защите допускаются проекты, прошедшие нормоконтроль, что удостоверяется подписью на титульном листе
пояснительной записки.
Список рекомендованных источников
1. Жукова, Л.А. Структурные факторы и расчет функций распределения на ЭВМ: Учеб. пособие [Текст] / Л.А. Жукова, М.А. Спиридонов, Ю.И. Масленников [и др.]. – Свердловск : УПИ. – 1990. – 67 с.– Режим доступа: http://study.ustu.ru/view.
2. Попель, С.И. Атомное упорядочение в расплавленных и аморфных металлах по данным электронографии [Текст] / С.И. Попель, М.А. Спиридонов, Л.А. Жукова. – Екатеринбург : УГТУ, 1997. – 383 с. : ил. ; – Библиогр. : с. 344–382. – 250 экз. – ISBN 5-230-06484-6.
3. Спиридонов, М.А. Расплавы. Статика. Динамика. Структура [Текст] : учеб. пособие / М.А. Спиридонов. – Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ–УПИ, 2004. – 79 с. : ил.; – Библиогр.: с.78. – 150 экз. – ISBN 5-321-00510-9. – Режим доступа: http://study.ustu.ru/view/aid_view.aspx?AidId=435.
4. Арсентьев, П.П. Металлические расплавы и их свойства [Текст] / П.П.
Арсентьев, Л.А. Коледов. – М. : Металлургия, 1976. – 376 c. : ил. ; – Библиогр. :
с. 356–371. –Предм. указ. : с. 372–375. – 3700 экз.
5. Дутчак, Я.И. Рентгенография жидких металлов [Текст] / Я.И. Дутчак. – Львов : Вища школа, 1977. – 163 с. : ил. ; – Библиогр. : с. 155–160. – 1800 экз.
6. Ватолин, Н.А. Дифракционные исследования строения высокотемпературных расплавов [Текст] / Н.А. Ватолин, Э.А. Пастухов. – М. : Металлургия, 1980. – 188 c.
7. Белащенко, Д.К. Структура жидких и аморфных металлов [Текст] / Д.К.
Белащенко. – М. : Металлургия, 1985. – 193 c. : ил. ; – Библиогр. : с. 185–191. –
1725 экз.
8. Баум, Б.А. Жидкая сталь [Текст] / Б.А. Баум, Г.А. Хасин, Г.В. Тягунов и др.
– М. : Металлургия, 1984. – 208 с. : ил. ; – Библиогр. : с. 199–207. – 1630 экз.
9. Островский, О.И. Свойства металлических расплавов [Текст] / О.И.