Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki

Zdjęcie dekoracyjne. Fragment blatu a na nim otwarte trzy czasopisma ułożone jedno na drugim. W tle stos czasopism położonych jedno na drugim.

 

Inżynieria chemiczna

  1. Podstawy termodynamiki ciała stałego
    a. opis termodynamiczny układu skondensowanego;
    b. reguła faz i diagramy fazowe;
    c. pojęcie entropii w ciałach stałych;
    d. powinowactwo chemiczne;

  2. Podstawy krystalochemii
    a. wiązania chemiczne a własności materiałów;
    b. izomorfizm i polimorfizm;
    c. reguły Paulinga,
    d. roztwory stałe;

  3. Transport masy i ciepła w ciałach stałych
    a. mechanizmy transportu ciepła w ciałach stałych;
    b. korelacje pomiędzy transportem ciepła w wiązaniem;
    c. dyfuzja chemiczna i wzajemna;
    d. opis ilościowy dyfuzji;

  4. Mikrostruktura tworzyw ceramicznych
    a. elementy mikrostruktury i ich wzajemne korelacje;
    b. wpływ wielkości ziaren i poziomu porowatości na właściwości mechaniczne tworzyw ceramicznych;
    c. ilościowy opis elementów mikrostruktury;
    d. model granic międzyziarnowych;

  5. Metody badań ciał stałych (ogólna charakterystyka)
    a. metody badań ciał stałych (krystalicznych i amorficznych);
    b. metody badań właściwości termicznych ciał stałych;
    c. spektroskopia oscylacyjna;
    d. metody badań powierzchni ciał stałych;
    e. metody badań mikrostruktury ciał stałych;

  6. Procesy jednostkowe w technologii chemicznej
    a. metody otrzymywania proszków;
    b. bilans energetyczny procesu mielenia;
    c. metody granulacji proszków;
    d. sposoby prowadzenia procesu spiekania;

  7. Charakterystyka ceramicznych materiałów budowlanych
    a. podstawy technologii wypalanych ceramiczny materiałów budowlanych (metoda plastycznego i półsuchego formowania);
    b. dodatki technologiczne – rodzaje i rola;
    c. ogólna charakterystyka budowlanych materiałów wiążących – spoiwa powietrzne, spoiwa hydrauliczne;
    d. beton – kompozyt ziarnisty, skurcz betonu i rodzaje korozji;

  8. Stan szklisty
    a. stan szklisty a stan krystaliczny – różnice i podobieństwa;
    b. metody badawcze pozwalające identyfikować i badać stan szklisty;
    c. wpływ składu chemicznego na właściwości szkła;
    d. trwałość termiczna szkła;

  9. Charakterystyka tworzyw ceramiki użytkowej (porcelana, kamionka)
    a. ogólna charakterystyka surowców krzemionkowych, ilastych i węglanowych;
    b. przemiany zachodzące w minerałach ilastych w trakcie ogrzewania;
    c. rola poszczególnych składników surowcowych masy porcelanowej;
    d. szkliwa ceramiczne

Inżynieria materiałowa

Podstawy krystalochemii

  • wiązania chemiczne a własności materiałów
  • izomorfizm i polimorfizm
  • reguły Paulinga
  • roztwory stałe

Transport masy i ciepła w ciałach stałych

  • mechanizmy transportu ciepła w ciałach stałych
  • korelacje pomiędzy transportem ciepła w wiązaniem
  • dyfuzja chemiczna i wzajemna
  • opis ilościowy dyfuzji

Metody badań ciał stałych (ogólna charakterystyka)

  • metody badań ciał stałych (krystalicznych i amorficznych)
  • metody badań właściwości termicznych ciał stałych
  • spektroskopia oscylacyjna
  • metody badań powierzchni ciał stałych
  • metody badań mikrostruktury ciał stałych

Ceramiczne materiały funkcjonalne

  • mechanizmy przewodzenia ładunków elektrycznych w ciałach stałych
  • warunki przeźroczystości materiałów ceramicznych
  • przewodniki jonowe; półprzewodniki elektronowe
  • zjawiska polaryzacji dielektrycznej

Materiały kompozytowe

  • rodzaje kompozytów
  • zasady doboru materiałów do kompozytów
  • zjawiska prowadzące do wzmocnienia materiałów kompozytowych
  • wykorzystanie innych niż mechanicznych właściwości kompozytów

Biomateriały

  • rodzaje biomateriałów
  • zastosowanie biomateriałów
  • biomateriały ceramiczne i szkliste
  • biomateriały polimerowe
  • biomateriały metalowe, węglowe i kompozytowe

 

Nauki chemiczne

Budowa cząsteczki i rodzaje wiązań chemicznych

  • struktura elektronowa atomu a jego pozycja w układzie okresowym pierwiastków
  • położenie pierwiastka w układzie okresowym a jego właściwości
  • rodzaje wiązań chemicznych, elektroujemność
  • orbitale molekularne układów wieloatomowych

Właściwości gazów, termodynamika

  • gaz doskonały a gaz rzeczywisty
  • oddziaływania międzycząsteczkowe
  • zasady termodynamiki
  • funkcje termodynamiczne
  • stała równowagi chemicznej (Reguła Le Chateliera-Browna)

Właściwości roztworów i elektrolitów

  • teorie kwasów i zasad (wg. Brönsteda i Lewisa)
  • dysocjacja i przewodnictwo elektrolitów, stopień i stała dysocjacji, reakcje w elektrolitach
  • elektroliza i ogniwa elektrochemiczne
  • szereg elektrochemiczny (napięciowy) metali

Fizykochemia ciała stałego

  • stany skupienia materii, struktury krystaliczne
  • elementy teorii pasmowej
  • diagramy i przemiany fazowe (przykłady)
  • defekty struktury krystalicznej

Metody badań ciał stałych (ogólna charakterystyka)

  • metody badań ciał stałych (krystalicznych i amorficznych)
  • metody badań właściwości termicznych ciał stałych
  • spektroskopia oscylacyjna
  • metody badań powierzchni ciał stałych
  • metody badań mikrostruktury ciał stałych

 

Inżynieria biomedyczna

  • Zakres wiedzy dotyczący wszystkich kandydatów
    Zakres problemowy dyscypliny "Inżynieria biomedyczna". Pojęcia: model biocybernetyczny, symulacja systemu biologicznego, przykłady wykorzystania tych pojęć w wybranych zagadnieniach biologii i medycyny. Rola biocybernetyki i inżynierii w rozwoju techniki, w rozwoju biologii, w postępach medycyny i w osiągnięciach cywilizacji.
    Metody reprezentacji wiedzy. Pojęcie wiedzy niepełnej i niepewnej. Systemy ekspertowe. Zasady wnioskowania w systemach z regułową reprezentacją wiedzy. Logika rozmyta, algorytmy ewolucyjne. Systemy inżynierii biomedycznej w zastosowaniach do diagnostyki, terapii, rehabilitacji oraz protezowania różnych narządów i części ciała - przykłady i ogólne zasady ich budowy.
  • Zakres dziedzinowy I: elektronika i informatyka w medycynie
    Podstawy neurocybernetyki teoretycznej, różne cele i metody modelowania mózgu, różne typy sieci neuronowych i ich zastosowania, elementy kognitywistyki. Modele biologicznych i technicznych systemów percepcyjnych (system wzrokowy i słuchowy człowieka), regulacyjnych (pojęcie homeostazy i struktury systemów, które ją zapewniają) oraz sterujących (sterowanie dowolnymi ruchami, sterowanie jednostek motorycznych i całej pętli gamma, współdziałanie mięśni synergistycznych i antagonistycznych). Modele populacyjne.
    Komputerowe metody przetwarzania sygnałów biomedycznych, a także metody analizy i rozpoznawania obrazów medycznych. Wybrane zagadnienia sztucznej inteligencji w zastosowaniach biomedycznych.
    Metody stosowane w pomiarach biologicznych i fizjologicznych, monitorowanie krążenia, napięcia mięśni, dobrostanu płodu, funkcjonowania mózgu, percepcji wzrokowej i słuchowej. Przykłady cyfrowego wspomagania diagnostyki sygnałowej i obrazowej. Sygnały wielowymiarowe i wielomodalne. Metody ekstrakcji cech i klasyfikacji obiektów/zdarzeń. Metody nadzorowania człowieka w miejscu zamieszkania, systematyka i cechy szczególne sensorów. Sensoryczne sieci pomiarowe. Problemy bezpieczeństwa danych i prywatności w sieciach i pomiarach medycznych. Szpitalne systemy informacyjne, planowanie zabiegów, automatyczna/zdalna kwalifikacja pacjentów. Problemy telemedycyny: prywatność i wiarygodność danych, ciągłość dostępu do informacji, mobilność i aspekty energetyczne urządzeń. Interfejsy mózg-komputer: paradygmaty BCI i ich cechy szczególne.
  • Zakres dziedzinowy II: inżynieria biomateriałów
    Podstawowe pojęcia: biomateriał, biozgodność, bioaktywność, wyrób medyczny, implant, transplant, sztuczny narząd, narząd hybrydowy. Zależność pomiędzy budową, właściwościami i sposobem otrzymywania biomateriałów: metalowych, polimerowych, ceramicznych i kompozytowych. Klasyfikacja biomateriałów ze względu na: rodzaj materiału (metalowe, ceramiczne, polimerowe, węglowe, kompozytowe, hybrydowe) i zachowanie w środowisku biologicznym (biostabilne, degradowalne, resorbowalne). Praktyczne zastosowanie biomateriałów metalowych, polimerowych, węglowych, kompozytowych, bioceramiki fosforanowo-wapniowej i szkieł bioaktywnych np. w chirurgii, ortopedii, kardiochirurgii, stomatologii. Inżynieria powierzchni i metody modyfikacji powierzchni. Metody badań struktury, mikrostruktury i właściwości biomateriałów. Odpowiedź biologiczna na implant. Metody badań biomateriałów in vitro i in vivo. Inżynieria tkankowa i medycyna regeneracyjna.
  • Zakres dziedzinowy III: biomechanika
    Podstawowe pojęcia: Biomechanika i mechanobiologia. Zadania i kierunki badań w biomechanice. Zależność pomiędzy budową, a właściwościami funkcjonalnymi tkanek. Działy biomechaniki, Podział stawów ze względu na wykonywane ruchy, Biotrybiologia i zagadnienia związane z eksploatacją stawów i tkanek, Budowa i właściwości mechaniczne kości, Modele opisujące właściwości mechaniczne kości, Funkcje i właściwości chrząstki stawowej, modele chrząstki stawowej, Budowa i właściwości tkanek łącznych na przykładzie ścięgna, Modele opisujące właściwości ściegien, Budowa i funkcje kręgosłupa, Biomateriały naturalne i syntetyczne. Modelowanie biomateriałów jako elementów o właściwościach lepkosprężystych. Metody badań eksperymentalnych stosowane w biomechanice tkanek (uwzględniając badania naprężeń, odkształceń, przemieszczeń etc.). Podstawy wytrzymałości materiałów tkankowych – wytrzymałość na rozciąganie, ściskanie, zginanie, skręcanie.