Engineering Materials 2109101 Department of Metallurgical Engineering Department of Civil Engineering
Engineering Materials
2109101
Department of Metallurgical EngineeringDepartment of Civil Engineering
Course Information
22109101 – Engineering Materials
• Class: SEC 1 : Wed 08:00 – 09:30 EN100 201B
Fri 08:00 – 09:30 EN100 201B
SEC 2 : Mon 09:30 – 11:00 EN100 201A
Wed 09:00 – 11:00 EN100 201A
SEC 3 : Mon 09:30 – 11:00 EN100 201A
Wed 09:30 – 11:00 EN100 201A
• 2109101 (3-0-6) Credit : 3
Recommended Self-study: 6 hr
• Final Exam [45%]: >>> รอประกาศอกีคร ัง้
• Mid-term Exam [45%]: >> สอบ Online
• In-Class Quiz [10%]
Fully online(MyCourseVille)
ข้อตกลงรายวิชา
32109101 – Engineering Materials
1. มีการเช็คชื่อโดยการถามค าถามสั้นๆ โดยไม่มีการแจ้งล่วงหน้าในทุกคาบ เพื่อให้นิสิตได้เข้าเรียน ซึ่งเป็นคะแนน (ถ้าเข้าสายหรือออกไป คุณอาจจะไม่ได้มีการเช็คชื่อในคาบนั้น) !!!
2. เปลี่ยนชื่อ zoom เป็นรหัสนิสิตทุกครั้งในการเข้าห้องเรียน เพื่อใช้ในการเช็คชื่อ เน้นย้ าว่าต้องเช็ครหัสนิสิตให้ถูกต้อง
ข้อตกลงรายวิชา
42109101 – Engineering Materials
นิสิตคณะวิศวกรรมศาสตร์ ที่มีความเดือดร้อน อุปกรณ์ไม่พร้อมในการเรียนออนไลน์ สามารถขอรับการช่วยเหลือขอยืมอุปกรณ์ Laptop/Tablet ตามนโยบายการช่วยเหลือของจุฬา - คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย (chula.ac.th)
คลิกลิ้งค์ https://forms.gle/X4CDkcws3TZZT6pc7 หรือสแกน QR CODE
ข้อตกลงรายวิชา
52109101 – Engineering Materials
นิสิตจุฬาฯ สามารถแจ้งความประสงค์ในการขอรับความช่วยเหลือเข้ามาได้ที่ฝ่ายกิจการนิสิตของแต่คณะ หรือผ่านระบบ CU NEX รวมถึงแจ้งผ่านเว็บไซต์ของส านักบริหารกิจการนิสิต จุฬาฯ www.sa.chula.ac.th
เกณฑ์คะแนนและการตัดเกรด
62109101 – Engineering Materials
เกณฑ์คะแนน
90 (คะแนนสอบ) + 10 (จาก in-class quiz)
การตัดเกรด
เกณฑ์การตัดเกรด : อิงเกณฑ์+กลุ่ม
80up = A
Mean + 1x(SD) = B+
Mean + 0.5x(SD) = B
Mean = C+
Mean – 0.5x(SD) = C
Mean – 1x(SD) = D+
ที่เหลือ = D
น้อยกว่าหรือเท่ากับ 35 = F
Course contents
72109101 – Engineering Materials
90%
• Metals and Alloys
• Ceramics
• Composites
MetallurgicalEngineering
• Concretes
• Asphalts
• Woods
• Construction steels
• Polymers
10% CivilEngineering
Course contents
82109101 – Engineering Materials
Weeks Contents
1 Introduction
2 Crystal structure and Defects
3 Phases
4 Metals and Alloys
5 Mechanical properties of materials
6 Materials processing and heat treatment
7 Corrosion of materials
Mid-term Exam
8 Ceramics
9 Electrical properties of materials
10 Magnetic and Dielectric properties of materials
11 Construction materials
12 Polymers
13 Polymers
14 Composite materials
15 Innovation in Materials Technology
Final Exam
Instructors from Department of Metallurgical Eng.
92109101 – Engineering Materials
Jatupon OpapaiboonLecturer
Chedtha Puncreobutr, Ph.D.Assistant professor
Jirapon Khamwannah, Ph.D.Lecturer
Nithi Saenarjhan, Ph.D.Lecturer
Recommended Text Books
102109101 – Engineering Materials
[ไทย] “วัสดุศาสตร์และวิศวกรรมวัสดุพื้นฐาน” โดย สุวันชัย, กอบบุญ, เอกสิทธ์ิ, ธาชาย, มาวินและปฐมา, (สนพ. ท้อป)
[English]1. Materials Science and Engineering,
W. D. Callister, John Wiley & Sons Inc.2. Foundations of Materials Science and
Engineering, W. F. Smith, McGraw-Hill
Lecture Notes & Videos
112109101 – Engineering Materials
Go to : www.MyCourseVille.com
For Recorded Videos
122109101 – Engineering Materials
กดเพื่อเข้าไปยังวิดีโอที่มีการบันทึกไว้(Recorded meeting room)
อาจใช้เวลาในการประมวลผล VDO ซักระยะ หลังจากห้องเรียนเสร็จสิ้น
Why study materials?
132109101 – Engineering Materials
• To produce lighter, more energy efficient, and longer lasting components for applications ranging from transport to tissue repair and etc.
Chedtha Puncreobutr
Why study materials?
14
• 1989 Kegworth air crash, causedby fan blade loss of Boeing 737 due to excessive metal fatigue
• 1912, North Atlantic Ocean, sinking of RMS Titanic after colliding with an iceberg. Investigation suggested that higher DBTT in Titanic Steel made it extremely brittle at the -2 C water
2109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
Case study : Bike Frame
15
Should I get an Aluminium OR Steel OR Carbon Fibre frame?
2109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
Case study : Bike Frame
16
• Steel –
Strong, stiff, heavy, prone to rust, but cheap
• Aluminium –
weaker, lighter, more expensive than steel
• Carbon Fibre –
strong, stiff, very light, but expensive to buy and to fabricate
2109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
Who are Materials Engineers?
172109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
What do Materials Engineers do?
182109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
Processing – Structure – Properties - Performance
19
quenching
slow cooling
OFF
2109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
Processing – Structure – Properties - Performance
20
single-crystal(transparent)
polycrystalline,fully dense
(translucent)
polycrystalline, 5% porosity
(opaque)
Aluminum Oxide (Al2O3)
2109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
What do Materials Engineers do?
212109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
250 µm
What do Materials Engineers do?
222109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
What do Materials Engineers do?
232109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
What are materials?
24
Substances out of which all things are made
2109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
Classification of Materials
25
Metals
Polymers Ceramics
Composites
Solid materials have been conventionally grouped into 3 categories based primarily on chemical makeup and atomic structure.
2109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
Metals
26
➢Metals are usually lustrous, malleable, and good conductors of electricity
➢Many metals are relatively strong and ductile at room temperature, and many maintain good strength even at high temperature.
➢ They are divided into 2 categories:➢ Ferrous: the group which contains mainly
iron (Fe). Iron is the most important metal in industrialized countries
➢Non-Ferrous: other metallic materials containing no iron like copper (Cu) or aluminium (Al)
2109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
Metals
27
+ + +
+
+
+ + +
+
++++
+ ++
“sea of electrons”
ionic
cores
Metallic Bond
• valence electrons are free to drift through the entire
material forming a “sea of electrons” surrounding net
positive ionic cores
Properties
• good conductors of
electricity and heat
• lustrous appearance
• susceptible to corrosion
• strong, but deformable
2109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
Ceramics
28
➢ Most ceramics are made up of two or more elements. For example, alumina (Al2O3), is a compound made up of aluminium atoms and oxygen atoms.
➢ The two most common chemical bonds for ceramic materials are ionic and covalent.
➢ In general, most ceramics are:➢ hard but brittle
➢ high melting points
➢ resistant to high temperature
➢ thermal insulators
➢ electrical insulators
➢ chemically stable
➢ low density
2109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
Ceramics
29
Ionic Bond
• Metallic elements give up valence
electrons to non-metallic elements
• Electron transfer
• Coulombic attraction
• Large difference in electronegativity
+ +
+ +
+
++
+
Coulombic bonding force
Covalent Bond
• Electrons are shared between
adjacent atoms, each contributing
at least one electron
• Shared electrons belong to both
atoms
• Electronegativity difference is
comparable
shared electron
from carbon
shared electron
from hydrogen
CH
H
H
H
methane (CH4)
2109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
Polymers
30
➢ Polymer is large molecule, or macromolecule, composed of many repeated subunits.
➢ Continuously linked backbone of a polymer consists mainly of carbon atoms
➢ Low density
➢ Varied strength and elasticity
➢ Low corrosion resistance
➢ Usually have low softening point
2109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
Composites
31
• A composite is a combination of two or more chemically distinct materials whose physical characteristics are superior to its constituents acting independently.
• Because of their high strength/stiffness to weight ratio, they are widely used in : • Aerospace industry• Offshore structures• Boats• Sporting goods
2109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
Materials and their properties
32
Den
sity
(g
/cm
3)
1
10
20
40
(1) Metal (2) Polymer (3) Ceramic (4) Composite
2109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
Materials and their properties
33
Den
sity
(g
/cm
3)
1
10
20
40
Metals
Ceramics
PolymersComposites
(1) Metal (2) Polymer (3) Ceramic (4) Composite
2109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
Materials and their properties
34
© 2
00
3 B
rook
s/Cole P
ub
lishin
g / T
hom
son
Learn
ing™
(1) Metal (2) Polymer (3) Ceramic (4) Composite
2109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
Materials and their properties
35
© 2
00
3 B
rook
s/Cole P
ub
lishin
g / T
hom
son
Learn
ing™
(1) Metal (2) Polymer (3) Ceramic (4) Composite
2109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
Contact Information
อาจารย์ จตุพล (อ.พีซ): [email protected]
อาจารย์ จิราภรณ์ (อ.ออย): [email protected]
อาจารย์ นิธิ (อ.เม่น): [email protected]
Line Chat:
What's Coming Up Next
372109101 – Engineering MaterialsChedtha Puncreobutr
Fundamental towards Innovations
ลิ้งค์แบบส ารวจความพร้อมของนสิิต
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLScv_ata4I7qNto80VMcWzxqLGfeCRNLU9kcm4djCkDjokJGlQ/viewform