Методическая разработка урока
план-конспект урока

Этапы

Время

Деятельность преподавателя

Деятельность студентов

Формы организации деятельности студентов

Результаты

Организационный момент

2 мин

Приветствие обучающихся, проверка готовности к уроку.

Приветствие преподавателя

Ф

Создание рабочей обстановки и благоприятной психологической атмосферы урока

Активизация знаний.

Повторение пройденного материала

8 мин

Фронтальный опрос:

Что такое материаловедение?

Группы свойств материалов?

Типы кристаллических решеток?

Агрегатные состояния материалов?

1. – это наука, изучающая связь между составом, строением и свойствами материалов, закономерности их изменений при механических, тепловых и других видах внешних воздействий.

2. Свойства: физические (плотность, теплоемкость, температура плавления, магнитные характеристики, тепло-, электропроводность и др.) определяют поведение материалов в тепловых, гравитационных, электромагнитных и радиационных полях. Химические свойства определяют способность сопротивляться окислению, проникновению газов и взаимодействовать с другими веществами. Технологические свойства определяют способность подвергаться горячей и холодной обработке давлением, резанием, термической обработке. Механические свойства материалов характеризуют их поведение под воздействием разных нагрузок.

3. ОЦК представлена в форме куба, имеет 9 атомов (Feα, K, Na, Li, W, Mo и др.); ГЦК представлена в виде куба, имеет 14 атомов (Feγ, Ca, Pb, Ni, Ag, Au); ГПУ представлена в виде правильной шестигранной призмы, имеет 17 атомов (Ru, Cd, Zn, Mg)

4. Твердое, жидкое, газообразное, аморфное, плазма.

Ф

Определение темы, целей и задач предстоящей учебной деятельности

Введение нового материала

30 мин

Мы знаем в чем отличие жидкого и твердого веществ. И ранее уже говорили о том, что в материаловедении сочетания «кристаллическое вещество» и «твердое вещество» – синонимы. Посмотрите на видео. Что происходит с жидкостью? (затвердела). После демонстрации вы можете определить тему занятия? (Кристаллизация) Кр. – это процесс перехода из жидкого или газообразного состояния в твердое, в результате чего образуется кристаллическая решетка и возникают кристаллы. Впервые процессы кристаллизации были изучены русским ученым Д.К.Черновым, который дал теоретическое обоснование всех важнейших превращений, происходящих в жидком металле при переходе его в твердое состояние. Выводы Д.К.Чернова получили практическое применение и послужили базой для современного учения о кристаллизации. Сущность этого учения состоит в следующем. В жидком металле происходит постоянное движение атомов. По мере понижения температуры это движение замедляется, атомы начинают сближаться, группироваться, образуя первичные кристаллы, которые получили название зародышей, или центров кристаллизации (Рис.). Затем происходит рост кристаллов вокруг этих центров за счет жидкого металла. Одновременно продолжается образование новых центров кристаллизации. Таким образом, кристаллизация состоит из двух стадий: 1) образование центров кристаллизации; 2) рост кристаллов вокруг этих центров.

А теперь посмотрим на видео, как происходит процесс кристаллизации на микроуровне (фрагмент видео).

Вначале рост кристаллов не встречает препятствий, поэтому растущие кристаллы еще сохраняют правильную форму. В дальнейшем жидкого металла остается меньше, а растущих кристаллов больше. В месте соприкосновения кристаллов рост их прекращается, он продолжается в тех направлениях, где нет препятствий. В результате правильность формы растущих кристаллов нарушается. Получаются группы кристаллов неправильной формы – зерна. Величина зерен зависит от условий кристаллизации и прежде всего от скорости охлаждения металла. Чем больше скорость охлаждения металла, тем быстрее он затвердевает, тем больше возникает центров кристаллизации и, следовательно, тем меньшего размера получаются зерна.

Форма растущих кристаллов зависит не только от условий их столкновения между собой, но также от состава сплава, наличия примесей и условий охлаждения. Механизм образования кристаллов носит так называемый дендритный характер. Обычно в направлении отвода тепла кристалл растет быстрее, чем в другом направлении, в результате образуется древовидный кристалл – дендрит. Схематическое изображение дендрита впервые было сделано Д.К.Черновым (Рис.).

Дендритное строение кристаллов является типичным для литого металла. Кристаллизация жидкого металла начинается у стенок изложницы. При соприкосновении жидкого металла со стенками изложницы он подвергается интенсивному охлаждению, приводящему к образованию огромного числа центров кристаллизации. Из-за большой скорости охлаждения, образовавшиеся кристаллы не успевают вырасти до значительных размеров, и поэтому первая зона слитка имеет мелкозернистое строение (Рис.).

Диалог с преподавателем. Конспектирование материала.

И, Ф, Г

Изучить материал по теме, определить основные понятия

Итог урока

5 мин

Что такое кристаллизация? Этапы кристаллизации? Что такое дендрит?

Отвечают на вопросы

И, Ф, Г

Анализ эффективности собственной учебной деятельности, выявить личностные трудности, определить пути их преодоления