Kurssin tavoitteet, sisältö ja toteutus

1. Kurssin tavoitteet, sisältö ja toteutus Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa + Metallurginen termodynamiikka (KO) Syksy 2014 Johdantoluento

2. Johdantoluennon sisältö • Prosessimetallurgian laboratorio • Prosessimetallurgia • Prosessimetallurgian opinnot • Ilmiöt prosessimetallurgiassa ja niiden mallinnus • Tavoitteet • Aikataulu ja sisältö • Oppimateriaalit • Suoritustapa

3. Prosessimetallurgian laboratorio • Opintosuunta prosessi- ja ympäristötekniikan koulutusohjelmissa • Opetuksen painopiste korkealämpötilakemiassa ja -rakenteissa • Tutkimuksen painopiste raudan, terästen ja ferroseosten prosessimetallurgiassa • Laboratoriolla on opetuksen kehittämisryhmä, jonne opiskelijat voivat tuoda palautetta, ja jonka toimintaan he voivat vapaasti osallistua

4. Prosessimetallurgian laboratorionopettava henkilökunta Lisäksi kursseilla toimivat vierailevina opettajina prosessimetallurgian laboratorion tutkijat.

5. Opettaja: Eetu-Pekka Heikkinen • Email: eetu.heikkinen@oulu.fi • Puh.: 0294482559 • Huone: PR125 • Ei erillistä ’vastaanottoaikaa’ • Voi tulla koputtamaan oveen milloin vain • Kannattaa kuitenkin ilmoittaa asiasta etukäteen mailitse, jotta tiedän olla paikalla • Lähtökohtaisesti en lue maileja viikonloppuisin!

6. Prosessimetallurgia Sovellukset Prosessit Ympäristö Materiaalit Työkalut Kokeellinen toiminta Analyysit Mallinnus Ilmiöt Reaktiot Rakenteet Siirtoilmiöt

8. Prosessimetallurgian opinnot • Metallurgisen osaamisen perustana ovat ILMIÖT • Reaktiot: Termodynamiikka ja kinetiikka • Rakenteet (sis. pinnat) ja rakennemuutokset • Aineensiirto: virtaukset ja diffuusio • Keskeistä on myös näiden SOVELTAMINEN • Pyro- ja hydrometallurgiset prosessit • Raaka-aineet, tuotteet, rakennemateriaalit • Kierrätys ja ympäristö • Yhdistävä tekijä ovat TYÖKALUT ja MENETELMÄT

9. Prosessimetallurgian opinnot

10. Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa Sovellukset Prosessit Ympäristö Materiaalit Työkalut Kokeellinen toiminta Analyysit Mallinnus Ilmiöt Keskeistä Reaktiot Rakenteet Siirtoilmiöt Tärkeää Sivuavaa

11. Metallurgisen tutkimuksen kokeelliset menetelmät Sovellukset Prosessit Ympäristö Materiaalit Työkalut Kokeellinen toiminta Analyysit Mallinnus Ilmiöt Keskeistä Reaktiot Rakenteet Siirtoilmiöt Tärkeää Sivuavaa

12. Metallurgiset prosessit ja niiden mallinnus Sovellukset Prosessit Ympäristö Materiaalit Työkalut Kokeellinen toiminta Analyysit Mallinnus Ilmiöt Keskeistä Reaktiot Rakenteet Siirtoilmiöt Tärkeää Sivuavaa

13. Ilmiömallinnuksen rooli prosessimetallurgiassa • Prosessitekniikassa (ja -metallurgiassa) on keskeistä hallita, optimoida, säätää ja ohjata tuotantoprosesseja • Tämän vuoksi on ymmärrettävä prosesseissa esiintyvät ilmiöt ja niiden lainalaisuudet sekä osattava mallintaa niitä • Ko. ilmiöitä tutkivat tieteenalat tarjoavat metallurgille työkaluja/menetelmiä

14. Ilmiömallinnuksen rooli prosessimetallurgiassa • Esimerkkejä tieteenaloista, jotka tarjoavat metallurgille menetelmiä, ovat sähkökemia ja termodynamiikka • Teoreettisen taustan osaaminen on edellytys työkalun mielekkäälle ja järkevälle käytölle: Insinöörin(kin) on ymmärrettävä käyttämiensä menetelmien luotettavuus, mahdollisuudet, rajoitukset sekä sopivat käyttökohteet

15. Tavoitteet • Tutustua metallurgisten prosessien toiminnan kannalta keskeisimpiin ilmiöihin ja niihin vaikuttaviin tekijöihin sekä oppiahyödyntämään ilmiöiden mallinnukseen ja kuvaukseen kehitettyjä malleja ja menetelmiä metallurgisessa tutkimuksessa.

16. Tavoitteet • Oppia käyttämään ilmiömallinnukseen liittyviä tutkimusmenetelmiä metallurgisessa tutkimus- ja kehitystyössä • Termodyn. tasapainotarkastelut • Tasapainopiirrosten tulkinta ja laadinta • Sähkökemiallisten kuvaajien tulkinta ja laadinta • Pintailmiöiden huomiointi • Metallurgisia sovelluskohteita ovat mm. kuonat, poltto ja palaminen sekä sulaminen ja jähmettyminen

17. Sisältö/Teemat 1. Yhdisteiden stabiilisuuksien tarkastelu 2. Metallurgisten sulien termodyn. mallinnus 3. Tasapainolaskentaohjelmistot 4. Sähkökemiallisten reaktioiden tarkastelu 5. Korroosio 6. Poltto ja palaminen 7. Pinnat 8. Kuonat 9. Sulaminen ja jähmettyminen

19. Metallurgisten prosessien esittelyluennot tarvittaessa • Suomessa käytössä olevien metallurgisten valmistusprosessien esittely kurssilla 477414S: Metallurgiset prosessit ja niiden mallinnus • Ilmiömallinnus-kurssille osallistuville opiskelijoille järjestetään tarvittaessa lyhyet esittelyluennot raudan, teräksen, ruostumattoman teräksen, kuparin, nikkelin ja/tai sinkin valmistuksesta • Onko tarvetta? Sopiva ajankohta?

20. Suoritus pareittain osatehtävillä • Yksi jokaiseen teemaan liittyen (yht. 9 kpl) • Suoritustavat vaihtelevat • Teemat 1 ja 2: Kotitehtävät (5 kpl luentojen aikana) • Teema 3: Mikroluokkaharjoitus (dl. 22.10) • Teema 4: Oppimispäiväkirja (dl. 5.11) • Teemat 5 ja 6: Suullinen esitys annetusta aiheesta (esitykset 27-29.10 ja 8-10.12) • Teema 7: Kirjallinen kooste annetusta aiheesta (dl. 12.12) • Teemat 8 ja 9: Kirjallinen välikoe (19.11 & 3.12) • Tarkemmat ohjeet kurssin www-sivulla

21. Suorituksen edellytykset • Kaikki osatehtävät palautettuna määräaikaan mennessä ja jokaisesta vähintään 5 p. (max 10) • Läsnäolo on pakollista seuraavilla luennoilla: • Teeman 3 mikroluokkaharjoitukset (väh. 3-4 kertaa) • 10.9, 17.9, 24.9, 1.10, 8.10 • Teemojen 5 ja 6 tehtävänanto- ja purkutilaisuudet • 1.9 sekä 27.10, 28.10, 29.10, 8.12, 9.12, 10.12 • Suositeltavaa: Teeman 7 tehtävänanto 1.9 • Teemojen 8 ja 9 välikokeet • 19.11, 3.12 • Kandidaatintyö oltava tehtynä

22. Arvostelu • Jokaisesta osatehtävästä saatava väh. 5 pistettä • Muuten palautetaan korjattavaksi • Kokonaisarvosana määräytyy oheisen taulukon mukaan • Korvaavista ja korottavista suorituksista sovitaan tarvittaessa kurssin lopussa • Ota yhteys vastuuopettajaan

23. Kurssin www-sivulta löytyvät kurssimateriaalit • Kaikki tehtävänannot • Tehtävien ratkaisut deadlinen jälkeen • Kaikki luentojen ja opetuskertojen PowerPoint-materiaalit • Jokaiseen teemaan liittyvä luentoja/tehtäviä tukeva kirjallinen materiaali (mikäli sellainen on ylipäätään olemassa) • Itsenäisesti suoritettavat tehtävät (teemat 5, 6 ja 7) edellyttävät lisäksi aineiston hakua • http://www.oulu.fi/pyomet/477412s • http://www.oulu.fi/pyomet/477421s

24. Kurssin aikataulu • Kontaktiopetusta 3 x 2 h viikossa koko syksyn • Ma 8-10 PR302 (vkot 36,38-45,47-50) • Maanantain luentoja ei ole viikoilla 37 ja 46 • Ti 14-16 SÄ114 (vkot 36-45) • Ti 10-12 PR405 (vkot 47-50) • Tiistain luentoja ei ole viikolla 46 • Ke 14-16 KO101 (vkot 37-41) • Ke 14-16 PR302 (vkot 43-45,47,49-50) • Keskiviikon luentoja ei ole viikoilla 36, 42, 46 ja 48 • Tarkemmat tiedot kurssin www-sivulta • Luentojen aiheet, deadlinet, perutut luennot, KO:n kurssiin kuuluvat luennot, etc.

25. Työskentely pareittain • Tehtävät, jotka on tehtävä pareittain • Esitelmät ja kirjallisuustyöt (teemat 5, 6 ja 7) • Tehtävät, jotka on suositeltavaa tehdä pareittain • Kotitehtävät, mikroluokkaharjoitusten työselostus ja oppimispäiväkirja (teemat 1, 2, 3 ja 4) • Yksin tekemisestä ei rangaista • Tehtävät, jotka tehdään itsenäisesti • Välikokeet (teemat 8 ja 9) • Parit = ???

26. Ja vielä lopuksi • Kurssin ensisijainen tiedotuskanava on kurssin www-sivu osoitteessa: http://www.oulu.fi/pyomet/477412s http://www.oulu.fi/pyomet/477421s • Muutoksista esim. aikatauluissa pyritään tiedottamaan myös sähköpostitse, mutta SEURATKAA SILTI WWW-SIVUA! • Esim. Oodissa, Nopassa ym. järjestelmissä olevat tiedot kuvaavat alkuperäistä aikataulusuunnitelmaa, johon voi tulla muutoksia!