Все курсы кафедры химического материаловедения

Фундаментальные основы создания и функционирования современных материалов.

В доступной форме студентам расскажут о связи между составом, структурой и свойствами материалов и об основных физико-химических процессах, происходящих при их синтезе и функционировании.

В курсе дана классификация материалов, представлены основные факторы, определяющие свойства материалов: химический состав, кристаллическая структура, электронное строение, дефекты кристаллической решётки, микроструктура, условия синтеза и термообработки. Приведены примеры конкретных видов материалов, где влияние рассмотренных факторов проявляется наиболее ярко. Детально рассмотрены физико-химические процессы, происходящие при синтезе и функционировании материалов. Особое внимание уделено вопросам жизнестойкости материалов в различных средах.

Дисциплина даст студентам представление о существующих проблемах в данной области знания, решение которых позволит создавать новые материалы с заданными свойствами.

Лектор: д.х.н. Уваров Н.Ф. / Семинаристы: к.х.н. Матейшина Ю.Г., к.х.н. Масленников Д.В., к.х.н. Шиндров А.А., к.х.н. Грибов П.А., к.х.н. Титков А.И., к.х.н. Багрянцева И.Н., к.х.н. Уткин А.В., к.х.н. Лозанов В.В. / Часы: 60 (3 з.е.) / Семестр: 6 (3 курс)

Расчетные методы в химии, химической физике и материаловедении. Общие принципы и понятия расчетов в химии и смежных дисциплинах. Обзор методов и их самые базовые принципы использования, применимость к различным задачам и системам. В ходе курса студентам дается обзор существующих алгоритмов и их реализации для понимания работы конечных программ, их сильных и слабых сторон.

Курс подойдет как для первого знакомства с областью расчетных методов, так и для систематизации уже имеющихся знаний.

Преподаватель: к.х.н. Рычков Д.А. / Часы: 34 (2 з.е.) / Семестр: 1

Основы получения, характеризации и использования высокотемпературных материалов. Студенты получат представление об истории развития, способах получения и применении тугоплавких металлов, жаропрочных сплавов, высокотемпературной оксидной и неоксидной керамики, углеродных и карбидокремниевых материалов, включая композиционные материалы с керамической матрицей, а также жаростойких покрытий.

Преподаватель: к.х.н. Уткин А.В. / Часы: 30 (2 з.е.) / Семестр: 2

Необходимые понятия в области физики твердого тела, которые критически важны для материаловедения и создания новых материалов. Классификация твердых тел с точки зрения физики твердого тела, представления о механических, оптических, тепловых, электрических и магнитных свойствах.

Преподаватель: к.х.н. Чижик С.А. / Часы: 34 (2 з.е.) / Семестр: 1

Преподаватель: к.х.н. Улихин А.С. / Часы: 30 (2 з.е.) / Семестр: 2

Цель курса – познакомить студентов, специализирующихся на кафедре химического материаловедения, с основами теории функционала плотности (DFT). Данный курс предлагает краткое объяснение основ DFT и структуры конкретных пакетов программ, а именно Gaussian (для расчета молекул) и VASP (для расчета периодических систем), наиболее широко используемых в научных исследованиях. Приводится упрощенный вывод уравнений Хартри-Фока и Кона-Шэма на основе вариационного принципа и метода неопределенных множителей Лагранжа. Раскрывается причина итерационного (т.н. самосогласованного) метода решений этих уравнений. Рассматривается т.н. неограниченный подход для изучения спин-поляризованных систем и молекул с открытой оболочкой (радикалов).

На практических занятиях предлагается освоение указанных пакетов программ до уровня, позволяющего самостоятельно решать конкретные практические задачи.

Преподаватель: д.х.н. Зильберберг И.Л. / Часы: 30 (2 з.е.) / Семестр: 2

Вопросы, связанные с кинетикой твердофазных реакций. Методы описания кинетики топохимических реакций, границы применимости известных кинетических моделей. Особое внимание уделено проблеме корректного выбора модели и однозначности определения скоростей реакций. Отдельная глава посвящена анализу зависимости скорости реакции от давления и температуры и связанных с этим ошибок в определении энергии активации обратимых реакций.

Рассматриваются твердофазные реакции, контролируемые диффузией, кинетические подходы к анализу кинетики твердофазных реакций, протекающих в условиях импульсной активации.

Преподаватель: к.х.н. Чижик С.А. / Часы: 30 (2 з.е.) / Семестр: 2

Классификация материалов и их изучение в едином подходе «состав – структура - свойство». В курсе дается понимание того, как комплекс свойств позволяет реализовать материал в конкретных изделиях, а также рассказывается, какие актуальные проблемы создания материалов существуют на сегодняшний день, и какие способы для их решения существуют в науке.

Преподаватели: академик, д.х.н., проф. Ляхов Н.З., к.х.н. Лозанов В.В. / Часы: 64 (4 з.е.) / Семестр: 1, 2 (годовой курс)

Цель курса – познакомить студентов, специализирующихся на кафедре химического материаловедения, с основами молекулярной динамики. Рассматриваются различные вариациями (молекулярная механика и квантовая механика) для решения практических задач в области химии твердого тела и материаловедения.

Преподаватель: к.х.н. Гайнутдинов И.И. / Часы: 30 (2 з.е.) / Семестр: 2

Изучение керамики, керамического материаловедения, керамических продуктов и технологии их изготовления. В рамках курса дается представление об основном сырье в производстве керамических материалов, методах керамического синтеза, свойствах керамических порошков и спецификации сырья, формовке, спеканию и анализу внешнего вида получаемого материала или изделия.

Преподаватель: к.х.н. Карагедов Г.Р. / Часы: 34 (2 з.е.) / Семестр: 1

Основные понятия наукометрии, качественные и количественные показатели, используемые при оценке деятельности научных сотрудников и организаций. Знакомство с используемыми для этого базами данных, профессиональными журналами по химии. В ходе курса студенты слушают, задают вопросы и обсуждают существующие наукометрические показатели и рассчитывают их для себя при наличии научных работ.

Преподаватель: к.х.н. Рычков Д.А. / Часы: 16 (1 з.е.) / Семестр: 1

Общие принципы классификации композитных материалов в зависимости от: типа химической связи; фазового состояния (кристаллическое, жидкое, аморфное); морфологии (размеры и формы) составляющих компонентов; их физических характеристик (проводники диэлектрики, ферромагнетики; сегнетоэлектрики и т.д.). Методы получения, оценки физических характеристик и условия стабильности композиционных материалов. Дизайн нанокомпозитных материалов.

Преподаватель: д.х.н., проф. Уваров Н.Ф. / Часы: 34 (2 з.е.) / Семестр: 1

Дисциплина «Основы научного программирования на языке Python» формирует представление о высокоуровневом языке программирования Python. Python – один из самых популярных языков, использующихся в анализе данных, машинном обучении, веб-разработках и многих других областях. Курс подразумевает практические занятия по основам программирования, на которых студенты смогут познакомиться с синтаксисом языка, базовыми объектами и функциями, используемыми в Python.

Преподаватель: к.х.н. Кадцын Е.Д. / Часы: 30 (2 з.е.) / Семестр: 2

Общие сведения об энергетике, типах ионизирующего излучения, о природе активных частиц, механизмах радиационно-химических превращений в различных средах. Приложения радиационной химии релятивистских электронов для получения новых уникальных материалов.

Дисциплина содержит самую последнюю информацию, полученную коллективами ученых, разрабатывающих новые технологии получения уникальных материалов с использованием пучков релятивистских электронов ускорителей, разработанных в Институте ядерной физики СО РАН: ИЛУ-6, ИЛУ-14, ЭЛВ-6, ВЭПП-3, ВЭПП-4.

Преподаватель: к.х.н. Толочко Б.П. / Часы: 30 (2 з.е.) / Семестр: 2

Дисциплина охватывает круг вопросов, связанных с организацией и планированием экспериментов при проведении научных исследований в области химии и химического материаловедения. Дисциплина знакомит студентов с наиболее распространенными математическими, в первую очередь, статистическими методами анализа данных, применение которых рассматривается на конкретных примерах. Даются практические навыки извлечения достоверной информации при анализе данных химического эксперимента.

Преподаватель: к.х.н. Дребущак Т.Н. / Часы: 17 (1 з.е.) / Семестр: 1

Основные методы использования синхротронного излучения в области материаловедения. Конкретные примеры исследования ряда процессов и синтезов в режиме in situ непосредственно на пучках синхротронного излучения, что позволяет получать информацию, недоступную другим методам. Одна из целей — ознакомление с установками синхротронного излучения, работающими в Новосибирске, Москве, а также в Германии и Франции.

Преподаватель: д.х.н. Толочко Б.П. / Часы: 34 (2 з.е.) / Семестр: 1

Коллоидная химия, физико-химическая механика и процессы на границе раздела фаз. Классификация объектов с точки зрения физической химии; особенности процессов на границе раздела фаз; методы получения и разделения дисперсных систем; теория строения коллоидных частиц; процессы переноса в дисперсных системах; основы физико-химической механики.

Преподаватель: к.х.н., доц. Политов А.А. / Часы: 30 (2 з.е.) / Семестр: 2

Применение современных физических методов исследования для решения фундаментальных и практических задач химии твердого тела. Студентов познакомят с современными методами исследования твердых тел: различные виды микроскопии (сканирующая зондовая, электронная), оптические, рентгеновские методы исследования и др., а также с возможностями интерпретации информации, которую можно получить при помощи этих методов.

Преподаватель: д.х.н., проф. Уваров Н.Ф. / Часы: 34 (2 з.е.) / Семестр: 1

В рамках программы студентам рассказывается о преимуществах и недостатках каждого типа источника тока, их конструкционные особенности, а также особенности создания и эксплуатации.

Преподаватель: д.х.н. Косова Н.В. / Часы: 34 (2 з.е.) / Семестр: 1

В рамках программы студентам рассказывается о преимуществах и недостатках каждого типа источника тока, их конструкционные особенности, а также особенности создания и эксплуатации.

Преподаватель: к.х.н. Попов М.П. / Часы: 30 (2 з.е.) / Семестр: 2