kopilkaurokov.ru - сайт для учителей

Создайте Ваш сайт учителя Курсы ПК и ППК Видеоуроки Олимпиады Вебинары для учителей

Конструкционные наноматериалы

Нажмите, чтобы узнать подробности

Конспект урока на тему "Конструкционные наноматериалы"

Просмотр содержимого документа
«Конструкционные наноматериалы»

План - конспект урока по дисциплине "Материаловедение".

Разработал: преподаватель Е.В. Николаева

Тема: "Конструкционные наноматериалы"


Тип урока: Комбинированный

Вид урока: Урок – семинар

Цели урока:

Обучающая:

  • Познакомить обучающихся с композиционными конструкционными материалами.

  • Изучить основные понятия, свойства, виды.

  • Познакомить с перспективами применения качественно новых композиционных конструкционных материалов (порошковой металлургии) в современной промышленности.

Развивающая:

  • Развитие профессиональной лексики

  • Развитие логического мышления

  • Развитие умения анализировать и обобщать

Воспитывающая:

  • Развитие чувства, любви к Родине и гордости за достижения в науке и технике.

  • Развитие личностного потенциала обучающихся

  • Воспитание навыков самостоятельной работы

ТСО и наглядные пособия:

  • Компьютер, видеопроектор, экран,

  • Модели кристаллических решеток и полимерных структур

  • Тестовые задания

  • Презентация (слайды)

  • Индивидуальный пакет опорных конспектов и информационного материала для обучающих

Межпредметные связи:

  • Химия

  • Физика

  • Микроэлектроника


Основные этапы урока:

Организационный (до 8 мин.)

Актуализация знаний (до 10 мин.)

Мотивация и объяснение нового материала (45 мин.)

Закрепление новых знаний (до 25 мин.)

Домашнее задание (2 мин.)

ХОД УРОКА

1. Организационный этап

Задача этапа: Создать у обучающихся рабочий настрой и обеспечить деловую обстановку.

Метод обучения: Словесный, демонстрационный.

Форма обучения: Коллективная, индивидуальная.

Деятельность преподавателя: Приветствие, проверка отсутствующих, наличие журнала, сообщение темы урока и цели урока.

Эпиграф к уроку: 








«… Дерзайте, ныне вдохновенны,

Раченьем Вашим показать,

Что может собственных Платонов

И быстрых разумов Невтонов

Российская земля рождать…»
М. Ломоносов


Преподаватель:

В широко известном произведении русского писателя

Н. Лескова «Левша» есть любопытный фрагмент:

« …Если бы, — говорит, — был лучше мелкоскоп, который в пять миллионов увеличивает, так вы изволили бы, — говорит, — увидать, что на каждой подковинке мастерово имя выставлено: какой русский мастер ту подковку делал…»
Мы хорошо знаем что сантиметр – сотая доля метра, миллиметр – тысячная, а нанометр - миллиардная часть метра. Нано - обозначает миллиардную долю чего-либо. Для обеспечения увеличения в 5000000 раз созданы современные электронные и атомно-силовые микроскопы, считающиеся основными инструментами нанотехнологий, таким образом, литературного героя, Левшу, можно считать первым в истории нанотехнологом.

С помощью туннельного микроскопа, изобретенного в 1981 году компанией IBM можно не только «видеть» отдельные атомы, но поднимать и перемещать их.
( демонстрирует схему туннельного микроскопа)

Рассматривать отдельные атомы позволяет устройство, использующее квантовый эффект туннелирования — сканирующий туннельный микроскоп (СТМ). Впрочем, если быть точным, сканирующий туннельный микроскоп не рассматривает, а, скорее, «ощупывает» исследуемую поверхность. Не в буквальном смысле, конечно: очень тонкая игла-зонд с острием толщиной в один атом перемещается над поверхностью объекта на расстоянии порядка одного нанометра. При этом согласно законам квантовой механики, электроны преодолевают вакуумный барьер между объектом и иглой — туннелируют, и между зондом и образцом начинает течь ток. Величина этого тока очень сильно зависит от расстояния между концом иглы и поверхностью образца — при изменении зазора на десятые доли нанометра ток может возрасти или уменьшиться на порядок. Так что, перемещая зонд вдоль поверхности с помощью пьезоэлементов и отслеживая изменение тока, можно исследовать ее рельеф практически «на ощупь».

Появилась принципиальная возможность манипулировать атомами, т.е. собирать из них, словно из кирпичиков любой предмет, любое вещество.

Как вы поняли, речь сегодня пойдет о наноматериалах .

Деятельность обучающихся: Приветствуют преподавателя, записывают тему урока.

Слайд 1 «Тема урока»

Слайды 2–5 «Цели урока»

Слайды 6–8 «Введение»


2. Актуализация знаний

Задача этапа: Повторить и обобщить знания по строению вещества.

Метод обучения: Практический, словесный.

Форма обучения: Коллективная, индивидуальная.

Деятельность преподавателя: Повторяет вместе с обучающимися основные понятия по теме, определения, виды кристаллических решеток, типы полимеров, структуры. Демонстрирует макеты кристаллов, полимерных цепочек.

Преподаватель:

Вспомним с вами строение вещества, а поможет нам с вами …

предполагаемый ответ обучающихся

(использует презентацию)

Все вещества состоят из отдельных мельчайших частиц : молекул и атомов.











Преподаватель

Строение вещества определяется не только взаимным расположением атомов в химических частицах, но и расположением этих химических частиц в пространстве. Наиболее упорядочено размещение атомов, молекул и ионов в кристаллах, где химические частицы (атомы, молекулы, ионы) расположены в определенном порядке. При определенных условиях образования они могут иметь естественную форму правильных симметричных многогранников. (демонстрирует модели кристаллических решеток)

Нанотехнологии – это скачок от манипуляции веществом к манипуляции отдельными атомами.

А сейчас вспомним, что такое кристаллические и аморфные материалы? На этот вопрос ответит нам ….

предполагаемый ответ обучающихся:

( использует схемы строения кристаллических и аморфных тел)

Кристаллическое тело характеризуется правильным расположением атомов в пространстве. У аморфных веществ расположение атомов случайно. Кристаллические вещества образуют кристаллическую решётку.







Структуры аморфных веществ напоминают жидкости, однако обладают гораздо меньшей текучестью. Аморфное состояние обычно неустойчиво. Под действием механических нагрузок или при изменении температуры аморфные тела могут закристаллизоваться.

Главный признак аморфного состояние вещества - отсутствие атомной или молекулярной решетки, то есть трехмерной периодичности структуры, характерной для кристаллического состояния. При охлаждении жидкого вещества не всегда происходит его кристаллизация, при определенных условиях может образоваться

неравновесное твердое аморфное (стеклообразное) состояние. В стеклообразном состоянии могут находиться простые вещества (углерод, фосфор мышьяк, сера, селен), оксиды (например, бора, кремния, фосфора), галогениды, халькогениды, многие органические полимеры.

Вспомните из курса химии, что такое полимеры?









Преподаватель:



предполагаемый ответ обучающихся:

Полимеры – это химические соединения с высокой молекулярной массой, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся группировок (мономерных звеньев).


Их получают двумя способами: Полимеризацией и поликонденсацией. Полимеризационные полимеры. Полиэтилен, полипропилен, поливинилацетат и др.

Поликонденсационные полимеры. Фенолформальдегидные, кремнийорганические полимеры и др.

Преподаватель:


Атомы, входящие в состав макромолекул, соединены друг с другом силами главных и (или) координационных валентностей. Если связь между макромолекулами осуществляется с помощью слабых сил Ван-Дер-Ваальса, они называются термопласты, если с помощью химических связей — реактопласты. (демонстрирует модели полимерных структур)

Деятельность обучающихся: Отвечают на вопросы, участвуют в обсуждении явлений. Формулируют основные определения.


3. Объяснение нового материала

Задача этапа: Формирование новых понятий.

Метод обучения: Словесный, демонстрационный.

Форма обучения: Коллективная, индивидуальная.

Деятельность преподавателя:

Дает определение нанотехнологий. Направления развития. (Слайды 9–12)

Дает определение и характеристики композиционных материалов, их структуру. (Слайды 13–15) Назначение и материалы матрицы, назначение и материалы армирующей фазы, требования к ним (Слайды 16–17)

Группы композитов, характеристики. (Слайды 18–22)

Нанокомпозиты в современном промышленном оборудовании. (Слайд 23)

Называет классы нанообъектов. (Слайд 24)

Перечисляет задачи нанотехнологий (Слайд 25)

Дает определение информационным системам, наноэлектронике. (Слайд 26)

Приводит примеры возможностей наноматериалов. (Слайд 27–28)

Деятельность обучающихся: Слушают, записывают в тетрадь основные определения, участвуют в обсуждении, применяя индивидуальные опорные конспекты.


4. Закрепление новых знаний.

Задача этапа:

Группе выдаются тесты для работы по закреплению изученного материала.

Студенты работают в течение 12 минут, отвечая на вопросы тестов.

На экран выводится образец тестов с ответами, студенты обмениваются заданиями, проверяют работы и выставляют оценки в течение 3 минут.

5. Домашнее задание.

Повторить изученный материал, выполнить таблицы по вопросу «Задачи нанотехнологий», используя записи в тетради.





Получите в подарок сайт учителя

Предмет: Прочее

Категория: Уроки

Целевая аудитория: Прочее.
Урок соответствует ФГОС

Скачать
Конструкционные наноматериалы

Автор: Николаева Елена Владимировна

Дата: 07.11.2019

Номер свидетельства: 526108

Получите в подарок сайт учителя

Видеоуроки для учителей

Курсы для учителей

ПОЛУЧИТЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО МГНОВЕННО

Добавить свою работу

* Свидетельство о публикации выдается БЕСПЛАТНО, СРАЗУ же после добавления Вами Вашей работы на сайт

Удобный поиск материалов для учителей

Ваш личный кабинет
Проверка свидетельства