Кристалографія та мінералогія

Мета дисципліни: формування комплексу знань, які , отримані при вивченні  дисципліни «Кристалографія   і  мінералогія»    необхідні для успішного освоєння дисциплін: нові матеріали, моделювання й оптимальні технологічні системи, теоретичні основи механізації й автоматизації процесів виробництва виливків, основи теорії плавки та виробництва виливків, проектування та виробництво оснастки, основи САПР, ювелірне та художнє литво, охорона праці; для виконання комплексних завдань на державному екзамені з спеціальних дисциплін, а також при підготовці до захисту дипломних проектів спеціалістів та кваліфікаційних робіт магістрів. Завдання дисципліни:  навчитися використовувати основні закони  геометричної  кристалографії,  кристалохімії, кристалофізики; освоїти морфологію  та  генезис  мінералів,  їх  хімічний  склад та  фізичні властивості; вивчити технологічні методи управління на етапі формоутворення, на етапах заливання та охолодження виливків; визначати елементи  симетрії кристалів і встановлювати класифікаційне       положення  кристалу  в загальній  систематиці кристалографічних тіл; графічно зображувати кристали на площині; визначати  положення  окремих  граней  кристала  в  просторі,  їх взаємозв'язок і взаємне розміщення за допомогою геометричних констант; визначати структурні, фізичні та хімічні властивості мінералів;
 

Основні результати навчання

Вміти розробляти та презентувати обґрунтований план досліджень у відповідності до наукового напрямку. Здатність розуміти і враховувати екологічні та економічні міркування, що впливають на реалізацію технічних рішень в металургії. Здатність обрати і обґрунтувати вихідну сировину, матеріали та напівпродукти відповідно до умов металургійного виробництва за спеціалізацією з урахуванням технологічних та інших невизначеностей. Здатність розрахувати витратні показники сировини, матеріалів та енергії для впливу на продуктивність агрегату та на якість кінцевого продукту за спеціалізацією з урахуванням технологічних та інших невизначеностей. Здатність керувати складними процесами.
Уміння враховувати сучасні тенденції проектування технологій в галузі. Вміти дотримуватись професійних і етичних стандартів високого рівня при вирішенні проблем. Вміти застосовувати системний підхід до вирішення інженерних проблем на основі досліджень в рамках спеціалізації. Здатність демонструвати розуміння ширшого міждисциплінарного інженерного контексту і його основних принципів при вирішенні проблем галузі. Вміти працювати з фахівцями з різних галузей в рамках наукових проектів. Мати професійну етичну поведінку при виконанні професійних досліджень. Знати методи управляння ливарними процесами  на всіх етапах життєвого циклу виливок. Використовувати необхідні для обґрунтування висновків докази, зокрема, результати теоретичного аналізу, експериментальних досліджень і математичного та/або комп’ютерного моделювання, наявні емпіричні дані. Вміти користуватися науково-технічної та технологічною документацією. Застосовувати системи автоматичного управління технологічними процесами у металургії та ливарному виробництві. Розробляти  та досліджувати концептуальні, математичні і комп’ютерні моделі  металургійних процесів і систем, ефективно використовувати їх для отримання нових знань та/або створення інноваційних продуктів в металургії. Рекомендувати технологічні методи управління, які дозволяють виробляти бездефектні виливки.

Форми організаційного процесу та види навчальних занять

Л – лекційні заняття; ПР – практичні заняття; СРС – самостійна робота здобувачами вищої освіти; МКР – модульна контрольна робота; К –консультації.

Тематика та види навчальних занять.

2семестр
1 тиждень
Л.1. Розвиток  кристалографії та мінералогії. Вступ до кристалографії . Що таке кристалографія і кристали?  Історія становлення наук про кристали.
ПР. 1. Визначення твердості мінералів по шкалі Мооса 
СРЗ, К.

2 тиждень
Л.2. Вступ до мінералогії Що таке мінералогія і мінерали? Вклад українських вчених у світову науку в галузі кристалографії та мінералогії. 
ПР.2. Визначення спайності мінералів. Правила Бравэ.
СРЗ, К.

3 тиждень
.Л.3. Структура і властивості кристалів  Кристалічні структури. Визначення кристалічної решітки, елементарного осередку. Типи кристалічних решіток. 
ПР.2. . Визначення спайності мінералів. Правила Бравэ
СРЗ, К.

4 тиждень
Л.4. Симетрія в кристалах. Площина симетрії. Сингонії. Ось симетрії. Поворотна ось n-го порядку. Типи хімічних зв'язків у кристалах. Поліморфізм.
ПР.3. Визначення прозорості мінералів
СРЗ, К.   .

5 тиждень
Л.5. Класифікація і діагностика мінералів.  Класифікація мінералів по хімічному складі. 
Мінерали розділяють по їх складу, з огляду на генетичне походження й основний хімічний елемент, а також фізичні властивості.
ПР.3. Визначення прозорості мінералів
СРЗ, К.

6 тиждень
Л.6. Методи діагностики ювелірних мінералів. Методи діагностики засновані на визначенні найважливіших властивостей і внутрішніх особливостей мінералів.
ПР.4. Визначення фарбування ювелірних і виробних каменів. 
СРЗ, К.

7 тиждень
Л.7. Основні мінерали вуглецю.  Алмаз – самий унікальний самородний мінерал. Кристалічні ґрати алмаза забезпечують високі фізичні і хімічні властивості. Полікристалічні різновиди алмази.  Найбільш розповсюджені різновиди алмаза – карбонадо, борт і балас, їхніх властивостей і призначення.
ПР.4. Визначення фарбування ювелірних і виробних каменів.
СРЗ, К. 

8 тиждень
Л.8. Методи і техніка обробки кристалів мінералів. Природна краса мінералів може бути посилена спеціальним огранюванням  граней кристалів. 
ПР.5. Визначення світлозаломлення мінералів. Розрахунок показника переломлення.
МКР 1, СРЗ, К.

9 тиждень
Л.9. Кришталево - мінералогічні різновидності окислів та силікатів. Поширення мінералів окису алюмінію. Червоні різновиди мінералу корунду. Корунд, що кристалізується в тригональній сингонії з домішками  окису хрому,  дає мінерал червоного кольору.
ПР.5. Визначення світлозаломлення мінералів. Розрахунок показника переломлення. 
СРЗ, К.
 
10 тиждень
Л.10. Різноманіття колірних характеристик корунду. Невеликі добавки іонів титана і заліза обумовлюють різноманіття кольорів корундів, а також їхня зміна при нагріванні й опроміненні. 
ПР.6. Визначення блиску мінералів. Розрахунок показника відбиття світла до інтенсивності падаючого світла.
СРЗ, К.
 
11    тиждень
Л.11. Мінерали алюмосилікатів берилію. Досконалість кристалічної будівлі берилів. Габітус кристалів берилів – призми або біпіраміди, що багато в чому визначає їхню високу твердість до 8 по шкалі Мооса.
ПР.6. Визначення блиску мінералів. Розрахунок показника відбиття світла до інтенсивності падаючого світла. 
СРЗ, К.
12 тиждень
Л.12. Інтенсивність фарбування берилів. Наявність домішок більшості елементів обумовлює різноманіття колірних характеристик і властивостей берилів. 
ПР.7. Визначення люмінесценції мінералів 
СРЗ, К.

13тиждень
Л.13. Найбільш значимі мінерали кремнезему.  Кристалічні різновиди кварцу. Властивості кристалічного  кварцу обумовлює його широке застосування в техніку. Скрито-кристалічні різновиди кварцу. Кристалічна будівля можна знайти під мікроскопом, де волокнисті кристали кварцу стягнуті в сфероліти з радіальними променями. 
ПР.7. Визначення люмінесценції мінералів 
СРЗ, К.

14 тиждень
Л.14. Методи вирощування монокристалів. Способи виготовлення синтетичних кристалів. Спосіб вирощування кристалів мінералів залежить від хімічного складу сировини. 
ПР.8. Визначення плеохроїзма мінералів 
СРЗ, К.

15 тиждень
Л.15. Основні синтетичні кристали та їхні імітації. Синтетичні кристали можуть відповідати хімічному складові природних мінералів, але і не мати природних аналогів.
ПР.9. Визначення щільності мінералів. Провести  діагностику ювелірних каменів методом зрівноважування у важких рідинах. 
МКР 2, СРЗ, К. 

Самостійна робота.

Самостійна робота є основним засобом засвоєння студентом навчального матеріалу в час, вільний від обов'язкових навчальних занять. 
Самостійна робота складає 75 години. 

Процедура оцінювання. 

Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та практичних занять, виконують дві модульні контрольні роботи у 2 семестрі. Для забезпечення оперативного контролю за успішністю та якістю рівня навчальних досягнень здобувачів вищої освіти дисципліна поділяється на два семестрові модулі у 2 семестрі. Кожний модуль оцінюється у 50 балів. Оцінювання модулю здійснюється по накопичувальній системі: 30 балів за модульну контрольну роботу та 20 балів за захищені практичні роботи у терміни згідно з календарним графіком навчального току. Семестровий модуль №1 МКР1. Модульна контрольна робота – 30 балів (8 тиждень). ПР – 20 балів (1-8 тиждень). Перескладання можливе протягом 9-11 тижнів за розкладом консультацій. Семестровий модуль №2 МКР2. Модульна контрольна робота – 30 балів (15 тиждень). ПР – 20 балів (9-15 тиждень). 

Умови допуску до підсумкового контролю

До екзамену допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни на не менш, ніж 60%. Екзамен відбувається за всіма тематичними (змістовними) модулями дисципліни. Складання/перескладання екзаменів зорганізується за встановленим делегатом розкладом.

Політика освітнього процесу 

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання, відвідувати консультації викладача з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи, питань. Такій підхід сприяє формуванню академічної культури та академічної доброчесності, здобуттю навичок самостійної роботи і формування відповідних компетентностей, як для успішного навчання на відповідному освітньому рівні, так і для майбутньої професійної діяльності.

Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.

Відсутність здобувача на екзамені або на контрольній роботі відповідає оцінці «0». 

Складання/перескладання екзаменів – за встановленим деканатом розкладом. 

Під час лекції користуватися телефонами забороняється.  

Заборонено використання будь-яких літературних джерел, конспектів лекцій, шпаргалок під час проходження модульних контролів та складання іспиту з дисципліни.