Все курсы кафедры "Химическое материаловедение"

Все преподаваемые курсы, включая потоковые и спецкурсы для бакалавров, специалистов и магистрантов
Дисциплины кафедры
Все курсы кафедры, их описание и преподаватели
Физико-химические основы 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.


Материаловедение
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.
Основы дизайна композиционных материалов
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.


Избранные главы физики твердого тела
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.
Моделирование механических свойств для материаловедов
Векторный и тензорный анализ в рамках моделирования механических свойств материалов. Представление о реологических моделях твердых тел, влиянии внешних воздействий на механические свойства. Моделирование большинства видов материалов, и методики инженерных расчетов, в частности расчетов на прочность.
Кинетика гетерогенных реакций
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.
Физическая химия дисперсных систем
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.
Научные основы приемы и методы керамического материаловедения
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.
Высокотемпературные материалы
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.
Использование синхротронного излучения в дифракционных исследованиях
Общие понятия о синхротронном излучении, а также об использовании его в дифракционных исследованиях и последних достижениях в данных областях, в том числе, полученными в НИУ НГУ и Институтах Сибирского отделения РАН.
СИ для материаловедов
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.
Получение новых материалов методами радиационной химии релятивистских электронов
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.
Современные проблемы электрохимии
Современные аспекты и проблемы электрохимии, которые основываются на классической электрохимии. Содержание дисциплины включает рассмотрение физико-химических основ равновесных и неравновесных электрохимических систем и охватывает круг вопросов, связанных с процессами, протекающими в растворах электролитов, строением границы электрод-раствор и закономерностями электрохимической кинетики.
Химические источники электрической энергии
Различные химические источники электрической энергии, а именно:
  • первичные источники тока;
  • аккумуляторы с использованием никеля и свинца;
  • металл-ионные аккумуляторы;
  • топливные элементы.
В рамках программы студентам рассказывается о преимуществах и недостатках каждого типа источника тока, их конструкционные особенности, а также особенности создания и эксплуатации.
Технология производства литиевых первичных и вторичных источников тока
Основные этапы технологии производства литиевых источников тока.

Общее представление о технологии электрохимических производств, химических источниках тока, электролитах, электродах, катодах и анодах в литиевых аккумуляторах и итоговых литиевых батареях и накопителях энергии.
Введение в расчетные методы в химии, химической физике и материаловедении
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 подйдет как для первого знакомства с областью расчетных методов, так и для систематизации уже имеющихся знаний.
Новейшие методы предсказания структур и материалов
Современные методы предсказания и моделирования новых кристаллических материалов. Обзор существующих методов, их комбинации, ограничения и вектор развития. Первый курс по предсказанию структур и материалов в России и мире.
Физические методы исследования твердых тел
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.
Колебательная спектроскопия твердых тел
Цель курса — дать студентам базовые знания, умения и навыки по колебательной (ИК и КР) спектроскопии кристаллов. Умение интерпретировать колебательные спектры совершенно необходимо при изучении многих разделов химии, например, химических связей и межмолекулярных взаимодействий.
Прикладной анализ экспериментальных химических данных
Анализ экспериментальных данных в области химии, математические методы анализа данных, организация и планирование экспериментов при проведении научных исследований.
Наукометрия: журналы, базы данных, метрики
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.
Научный семинар "Актуальные проблемы химии твердого тела и материаловедения"
Актуальные проблемы химии твердого тела и смежных областей, включая материаловедение. В ходе курса студенты обсуждают актуальные разработки в области химии твердого тела, представленные в виде реальных научных работ. Студенты могут представлять свои работы в контексте дисциплины.
Преподаватели
Николай Захарович Ляхов
Зав.каф.ХМ ФЕН НГУ, Академик РАН, д.х.н., проф., г.н.с. и зав.лаб. ИХТТМ СО РАН.
Специалист в области гетерогенной кинетики твердофазных реакций
Александр Анатольевич Матвиенко
К.х.н., с.н.с ИХТТМ СО РАН.
Специалист в области кинетики и механизма химических реакций в твердой фазе
Денис Александрович Рычков
К.х.н., н.с., зам.директора по науке
ИХТТМ СО РАН.
Специалист в области расчетных методов в химии твердого тела и материаловедении
Станислав Александрович Чижик
К.х.н., с.н.с. ИХТТМ СО РАН
Область научных интересов: механизмы твёрдофазных превращений, механические явления и роль хемо-механической обратной связи в протекании реакций в твёрдых веществах
Нина Васильевна Косова
К.х.н., вед.н.с., руководитель группы ИХТТМ СО РАН.
Специалист в области механохимического синтеза и исследования различных функциональных материалов для литий- и натрий-ионных аккумуляторов
Александр Петрович Немудрый
Д.х.н., член-корр. РАН, директор ИХТТМ СО РАН
Область научных интересов: кислородный транспорт, перовскиты, кислородпроницаемые мембраны, электродные материалы, топливные элементы
Гарегин Раймондович Карагедов
К.х.н., с.н.с. ИХТТМ СО РАН
Область научных интересов: синтез ультрадисперсных керамических порошков и наноструктурных материалов на их основе
Николай Фавстович Уваров
Д.х.н., г.н.с. и зав.лаб. ИХТТМ СО РАН
Специалист в области физической химии твердофазных наноразмерных систем, в том числе, в исследовании механизмов ионного переноса в кристаллах и композитах
Анатолий Александрович Политов
К.х.н., с.н.с. ИХТТМ СО РАН
Специалист в области химии высоких давлений, биотехнологии твердых субстратов, soft matter, механохимии
Борис Петрович Толочко
Д.х.н., г.н.с. и зав.лаб. ИХТТМ СО РАН
Специалист в области разработки аппаратуры и методов синхротронного излучения и их использования для исследования твердофазных химических реакций
Алексей Владимирович Уткин
К.х.н., с.н.с. ИХТТМ СО РАН
Область научных интересов: высокотемпературные керамические композиционные материалы, тугоплавкая керамика, высокотемпературные интерметаллиды, теплозащитные и окислительно-стойкие покрытия
Николай Андреевич Рогожников
К.х.н., с.н.с. ИХТТМ СО РАН
Область научных интересов: современная теоретическая электрохимия, электрохимическая кинетика, квантово-химические расчеты
Алексей Валерьевич Шутов
Д.ф-м.н., зав.лаб. ИГиЛ СО РАН
Область научных интересов: моделирование поведения материалов в условиях больших упругопластических деформаций, разработка эффективных вычислительных алгоритмов, интерпретация экспериментальных данных