ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Федеральное государственное учреждение высшего профессионального
образования «Государственный технологический университет
МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ СТАЛИ И СПЛАВОВ»


 

  Утверждаю
Председатель НМСН
_____Карпов Ю.А.
«28» мая 2007г

 

ПРОГРАММА
ПРОФИЛЬНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

(профессиональной)
«Физико-химические и физические методы аналитического
контроля при оценке и подтверждении соответствия»
ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ
«Стандартизация и метрология,
профиль – Стандартизация и сертификация»


Москва - 2007 год

Аннотация

Дисциплина «Физико-химические и физические методы аналитического контроля при оценке и подтверждении соответствия» предусмотрена для подготовки бакалавров, обучающихся по направлению 552200 «Метрология, стандартизация, сертификация и управление качеством» в ГТУ МИСиС. В рамках данной дисциплины бакалавры расширяют и углубляют знания теоретических основ физико-химических и физических методов аналитического контроля, их аналитических и метрологических характеристик, возможностей, а также практического использования с соответствующими операциями пробоотбора и пробоподготовки при оценке качества металлургической продукции и материалов металлургического производства.
Программа курса «Физико-химические и физические методы аналитического контроля при оценке и подтверждении соответствия» состоит из лекционного курса (17 часов) и цикла лабораторных работ (51 час).
Учебная дисциплина состоит из трех разделов.
В первом разделе рассматриваются вопросы, связанные с методами опробования материалов металлургического производства с целью их количественного анализа физико-химическими и физическими методами и последующей оценки и подтверждения соответствия.
Второй раздел посвящен физико-химическим и атомно-абсорбционному методам определения элементов в материалах металлургического производства, особенностям конкретных методик для различных по свойствам и составам объектов анализа.
Третий раздел посвящен физическим методам анализа. В нем рассмотрены теоретические основы, аппаратурное оформление и метрологические характеристики рентгеновского спектрального, атомно-эмиссионного и других физических методов современного аналитического контроля.

1 Цель дисциплины

Обучить современным методам аналитического контроля материалов металлургического производства с целью углубления и систематизации знаний в области физико-химических и физических методов анализа и особенностей пробоподготовки, определения критериев их рационального выбора в зависимости от задачи контроля на основе аналитических и метрологических характеристик, технических требований, экономической целесообразности.

2 Приобретаемые компетенции и навыки

В процессе изучения дисциплины студенты приобретают и совершенствуют следующие компетенции, навыки и способности:
  • Способность использовать основные законы естественных наук в профессиональной деятельности; способность понимать и осмысливать философские концепции естествознания, к анализу и синтезу (Лекции 1.1-1.6; 2.1-2.6; 3.1-3.5. ЛР №1-13) ОПК 1-3;
  • Использовать соответствующий физико-математический аппарат для решения проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ЛР №1-13) ОПК 4
  • Использовать основные понятия, законы и модели физико-химических систем, термодинамики и химической кинетики, реакционной способности веществ, использовать основные методы математического анализа, аналитической геометрии, линейной алгебры, математической статистики (Лекции 1.1-1.6; 2.1-2.6; 3.1-3.5., ЛР №1-13) ОПК 5,6;
  • Работать на аналитических приборах, испытательном и измерительном оборудовании (ЛР №1-13: фотоэлектроколориметр, атомно-эмиссионные спектрофотометр, рентгеновские анализатор, дозиметры и т.п.) ИК 6;
  • Выполнять измерения, испытания, анализ и контроль качества продукции (ЛР №1-13: определение качественного и количественного состава материалов металлургического производства и объектов окружающей среды) ПК 17;
  • Оформлять и представлять результаты выполненной лабораторной работы в соответствии с требованиями национальных стандартов, уметь анализировать результаты и делать выводы. (ЛР №1-13) ОПК 9.
  • Способность самостоятельно приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (способность к самосовершенствованию) СЛК 1;
  • Навык выполнения условий безопасной работы в аналитической лаборатории.

3 Объем дисциплины и виды учебной работы (час)

Таблица 1

Вид учебной работы Количество зачетных единиц Всего часов Количество часов в семестре
Общая трудоемкость 4 124 124
Аудиторные занятия   68 68
Лекции 17 17
Лабораторные работы (ЛР) 51 51
Самостоятельная работа 56 56
Вид итогового контроля Экзамен

Разделы дисциплины и виды занятий

Таблица 2

Раздел дисциплины Лекции (час) ЛР (час) ПЗ С
1 Методы опробования материалов металлургического производства 6 17 Программой не предусмотрено Программой не предусмотрено
2 Физико-химические методы анализа материалов металлургического производства 6 17
3 Физические методы анализа материалов металлургического производства. 5 17

4 Содержание лекционного курса (17 час)

Введение.
Техническое регулирование. Методы оценки и подтверждения соответствия.
Раздел 1. Методы опробования материалов металлургического производства (6 час)
1.1 Определение понятий: проба, пробоотбор, пробоподготовка. Важность операции пробоотбора для получения достоверных результатов анализа и возможности контроля технологического процесса.
1.2 Требования к отбору проб. Виды проб и способы их отбора. Стандарты на отбор проб материалов. Роль пробоотбора в сертификации сырья и готовой продукции.
1.3 Пробоподготовка. Необходимость разложения проб материалов. Мокрый и сухой способы разложения. Реагенты и посуда для операций разложения.
1.4 Специальные методы разложения проб материалов. Растворение металлов и сплавов.
1.5 Пробоподготовка. Необходимость проведения операции разделения и концентрирования компонентов анализируемого материала.
1.6 Достоинства и недостатки методов концентрирования. Погрешности опробования.
Раздел 2. Физико-химические и атомно-абсорбционный методы анализа материалов металлургического производства (6 час)
2.1 Химические, физико-химические и атомно-абсорбционные методы анализа различных материалов - основа выполнения контрольного, маркировочного, арбитражного анализа и аттестации стандартных образцов. Условия применения этих методов для анализа материалов металлургического производства.
2.2 Объекты анализа в черной, цветной металлургии. Химический состав. Регламентируемые компоненты.
2.3 Объекты анализа в редкометалльной и полупроводниковой промышленности. Химический состав. Регламентируемые компоненты. Стандарты.
2.4 Методики определения нормируемых и контролируемых компонентов в материалах металлургического производства различного химического состава.
2.5 Атомно-абсорбционный анализ материалов металлургического производства.
2.6 Особенности определения газообразующих примесей. Приборы и методики.
Раздел 3. Физические (спектроскопические) методы анализа материалов металлургического производства (5 час)
3.1 Введение в аналитическую спектроскопию. Классификация спектроскопических методов анализа (СМА). Роль физических методов анализа в аналитическом контроле объектов металлургического производства и мониторинге окружающей среды.
3.2 Атомно-эмиссионный спектральный анализ (АЭСА). Качественный и количественный АЭСА. Аппаратура и возможности метода.
3.3 Рентгеновские методы анализа. Рентгеновский спектральный анализ и рентгеновский фазовый анализ. Аппаратура и возможности методов.
3.4 Новейшие методы. Масс-спектральный и активационный методы анализа. Методы локального анализа и анализа состава поверхности.
3.5 Радиационный контроль.

4.1 Перечень тем практических занятий

Таблица 3
Практические занятия программой дисциплины не предусмотрены.

4.2 Перечень тем семинарских занятий

Таблица 4.
Семинарские занятия программой дисциплины не предусмотрены.

4.3 Перечень тем лабораторных занятий (51 час)

Таблица 5

№ п/п Тема Кол-во часов
1 Кислотное разложение сплавов с последующим выделением никеля методом осаждения в виде диметилглиоксимата и гравиметрическое определение никеля 4
2 Концентрирование микроколичеств меди из природных вод соосаждением с карбонатом кальция с ее последующим фотометрическим определением 4
3 Анализ шлаков 4
4 Выделение микропримеси меди из сплавов методом внутреннего электролиза 4
5 Анализ железных руд. Определение железа 4
6 Анализ цинкового концентрата. Определение цинка 6
7 Определение марганца в медном сплаве 3
8* Определение газообразующих элементов в чугунах и сталях 3
9* Атомно-эмиссионный анализ с индуктивно-связанной плазмой объектов металлургического производства 4
10 Идентификация фаз методом автоматического рентгеновского дифракционного анализа 3
11 Определение радиационного загрязнения веществ или поверхностей предметов 4
12 Определение ценных и токсичных компонентов металлургического производства методом рентгенофлуоресцентного анализа 3
13 Ознакомление с практической работой аттестованного и аккредитованного аналитического отдела ГИРЕДМЕТа и аналитической лаборатории ИОНХа 5
* Лабораторные работы №№ 8, 9 выполняются студентами в межкафедральной лаборатории аналитического и экоаналитического контроля. Участие межкафедральной лаборатории аналитического и экоаналитического контроля в выполнении студентами других лабораторных работ согласовывается преподавателем с заведующим лабораторией дополнительно в каждом конкретном случае.

5 Учебно-методическое обеспечение дисциплины

5.1 Рекомендуемая литература (основная и дополнительная)

а) основная литература
1а. Карпов Ю.А., Савостин А.П., Сальников В.Д. Аналитический контроль в металлургическом производстве. Учебное пособие для вузов. - М.: «Академкнига», 2006г.
2а. Савостин А.П., Глинская И.В., Рожманова Н.Б. Методы пробоотбора и пробоподготовки. Лабораторный практикум. - М.: МИСиС, № 1555, 2000г.
3а. Карпов Ю.А., Савостин А.П., Глинская И.В. Методы пробоотбора и пробоподготовки. Курс лекций. - М.: МИСиС, № 1586, 2001г.
4а. Харламов И.П., Еремина Г.В. Атомно-абсорбционный анализ в черной металлургии. - М.: «Металлургия», 1982г.
5а. Лысякова В.И., Сиротинкин С.П. Аналитический контроль металлургического производства: Раздел - Спектральный анализ с индуктивно-связанной плазмой. Учебное пособие. - М.: МИСиС, 1985г.
6а. Карпов Ю.А., Савостин А.П., Сальников В.Д. Аналитический контроль в металлургическом производстве: Новейшие методы аналитического контроля в металлургическом производстве. Курс лекций. - М.: МИСиС, №492 1990г.
б) дополнительная литература
1б. Карпов Ю.А., Савостин А.П. Методы пробоотбора и пробоподготовки. Учебное пособие. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003г.
2б. Аналитический контроль металлургического производства: Аналитический контроль важнейших видов металлургической продукции. Учебное пособие. - М.: МИСиС, 1987г.
3б. Химические, физико-химические и физические методы анализа. Задачник. - М.: МИСиС, 1979г.

5.2. Средства обеспечения освоения дисциплины

  • Программа Физикона «Открытая химия»
  • Кинофильм «Физические методы анализа»

6 Материально-техническое обеспечение дисциплины

  • Лаборатория химических методов анализа
  • Лаборатория физико-химических методов анализа: установки для потенциометрического титрования, для хроматографического разделения и фотометрического анализа
  • Лаборатория физических методов анализа: установки для атомно-эмиссионного, атомно-абсорбционного и рентгеноспектрального анализа
  • Межкафедральная лаборатория аналитического и экоаналитического контроля

7. Методические рекомендации по организации обучения

Ознакомить студентов с порядком и методикой изучения дисциплины, графиком выполнения лабораторных работ, видами внутрисеместрового и итогового контроля знаний, учебной литературой, техникой безопасности, требованиями к студентам.
Стимулировать стремление студентов к самостоятельному приобретению знаний и умений посредством использования технологии e-learning. При выполнении лабораторных работ контролировать работу студента в течение семестра. Обсуждать результаты проведенных лабораторных работ.

8. Перечень заданий для самостоятельного выполнения

Таблица 6.
Задания для самостоятельной работы программой дисциплины не предусмотрены.

9. Перечень контрольных мероприятий

Таблица 7
Контрольные мероприятия, проводимые в течение семестра
Вид контрольного мероприятия Срок проведения ( № недели) Контролируемый объем учебного курса (№№ разделов)
Тест №1   1
Тест №2   2
Тест №3   3
Самоконтроль знаний проводится в дни и часы, устанавливаемые преподавателем в среде e-learning.
Программа составлена в соответствии с требованиями Государственных образовательных стандартов подготовки бакалавров и магистров по направлениям в области техники и технологии.

Разработчик программы:
Скорская О.Л., доц. каф. СиАК  __________

Программа одобрена на заседании кафедры сертификации и аналитического контроля (протокол № 7  от 26 мая  2007 года)
Зав. каф., проф., Чл.-корр. РАН
Ю.А. Карпов  _______________